技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及火力發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(ccs：coordinationcontrolsystem)是機(jī)、爐閉環(huán)控制系統(tǒng)的總稱，其工作原理是同時(shí)給鍋爐控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，一方面用以穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，另一方面通過快速響應(yīng)負(fù)荷變化，盡最大可能發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻、調(diào)峰能力。

生產(chǎn)實(shí)踐中因鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性存在著很大差異，即汽輪發(fā)電機(jī)對(duì)負(fù)荷請求響應(yīng)快，鍋爐對(duì)負(fù)荷請求相應(yīng)慢，造成機(jī)組內(nèi)外兩個(gè)能量供求平衡關(guān)系相互間受到制約，外部負(fù)荷響應(yīng)性能與內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定性之間存在著固有的矛盾，這也是燃煤火力發(fā)電機(jī)組固有的設(shè)備特性。

為平衡鍋爐、汽機(jī)對(duì)負(fù)荷響應(yīng)能力之間的矛盾，目前普遍采用鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)作為鍋爐變負(fù)荷過程中的能量前饋補(bǔ)充，即在鍋爐變負(fù)荷時(shí)利用微分指令，提前使鍋爐多增加或減少一部分燃料、風(fēng)、水，達(dá)到縮短鍋爐燃燒率改變的時(shí)間、提高鍋爐對(duì)負(fù)荷的響應(yīng)能力的目的。具體實(shí)現(xiàn)方式見圖1。

鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)計(jì)算結(jié)果如圖2所示，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷指令ldc發(fā)生變化時(shí)，燃料bir、風(fēng)量bir、給水bir作為前饋信號(hào)分別進(jìn)入燃燒、風(fēng)煙、給水子控制回路，以提前改變鍋爐的燃燒率，快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令ldc的要求，減小鍋爐同汽輪發(fā)電機(jī)之間對(duì)于負(fù)荷響應(yīng)能力的偏差，在維持機(jī)組運(yùn)行參數(shù)相對(duì)安全穩(wěn)定的前提下，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的快速變負(fù)荷。

典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，因此大部分機(jī)組都配置了該控制策略以提高鍋爐變負(fù)荷過程中對(duì)負(fù)荷的響應(yīng)能力，但是隨著電網(wǎng)對(duì)機(jī)組agc負(fù)荷跟蹤能力的要求越來越高，機(jī)組在運(yùn)行過程中變負(fù)荷越來越頻繁，典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)的不足也愈發(fā)明顯，具體表現(xiàn)在幾點(diǎn)：

(1)對(duì)于供熱機(jī)組，僅采用負(fù)荷指令作為輸入進(jìn)行鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)的計(jì)算，違背了機(jī)組能量平衡的基本原理，影響鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)計(jì)算的精確度，削弱了其作用；

(2)根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)，在機(jī)組變負(fù)荷過程中隨著負(fù)荷指令逐漸接近負(fù)荷設(shè)定值，為防止鍋爐應(yīng)快速變化燃燒率出現(xiàn)的超調(diào)現(xiàn)象，此時(shí)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)應(yīng)及時(shí)返回至0，但是典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)并無此功能，容易造成機(jī)組鍋爐燃燒率超調(diào)；

(3)機(jī)組變負(fù)荷過程是按照電網(wǎng)的負(fù)荷指令隨機(jī)變化的，在不同的運(yùn)行工況、氣候工況時(shí)，機(jī)組對(duì)于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)的需求在量值上有一定的不同，典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)中無相關(guān)工況條件對(duì)其進(jìn)行修正。

綜合以上三點(diǎn)原因，結(jié)合多年來現(xiàn)場實(shí)際工作中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，有必要將機(jī)組供熱流量、主蒸汽壓力和凝汽器真空作為參考量對(duì)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)進(jìn)行修正，同時(shí)將電網(wǎng)負(fù)荷設(shè)定值同機(jī)組負(fù)荷指令之間的偏差量作為鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)調(diào)節(jié)幅度的修正量，以大幅提高典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)的應(yīng)用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，以提高火力發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的負(fù)荷響應(yīng)能力和調(diào)節(jié)品質(zhì)，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法，包括如下步驟：

1)采集系統(tǒng)基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括負(fù)荷目標(biāo)值lt、負(fù)荷設(shè)定值ls、變負(fù)荷速率、供熱流量h、主汽壓力設(shè)定值ps、主汽壓力實(shí)際值pt、凝汽器真空值v以及實(shí)際負(fù)荷值l；

2)將負(fù)荷設(shè)定值ls通過微分計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量；

3)根據(jù)設(shè)定的非線性函數(shù)對(duì)變負(fù)荷速率進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)vk1，將所述負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量與負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)vk1求積，得到鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn；

4)根據(jù)設(shè)定的非線性函數(shù)與總負(fù)荷需求n的值判斷出鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，并分別計(jì)算出鍋爐增、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk、fdk，增、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wuk、wdk，增、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)auk、adk；

5)將鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn分別與鍋爐增、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk、fdk，增、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wuk、wdk以及增、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)auk、adk求積，得到鍋爐增、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋量fu、fd，增、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋量wu、wd以及增、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量au、ad；

6)通過設(shè)定的非線性函數(shù)對(duì)鍋爐壓力偏差值δp進(jìn)行計(jì)算，得到鍋爐增、減負(fù)荷過程中燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量壓力修正系數(shù)pu、pd；

7)凝汽器真空值v通過非線性函數(shù)計(jì)算得到機(jī)組真空修正系數(shù)zk1,機(jī)組實(shí)際負(fù)荷l通過設(shè)定的非線性函數(shù)計(jì)算得到機(jī)組真空修正系數(shù)zk2，對(duì)zk1與zk2求積得到機(jī)組實(shí)際真空修正系數(shù)zk，將zk分別與鍋爐增、減負(fù)荷過程中的壓力修正系數(shù)pu、pd求積，得到鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋二次修正系數(shù)cu、cd，實(shí)現(xiàn)鍋爐主汽壓力、真空等運(yùn)行工況參考量對(duì)鍋爐增、減負(fù)荷過程中的燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量fu、fd、wu、wd、au、ad的二次修正；

8)實(shí)時(shí)判斷鍋爐負(fù)荷變化的方向，將cu、cd分別對(duì)應(yīng)與相同變化方向的fu、fd、wu、wd、au、ad相乘得到燃料動(dòng)態(tài)微分前饋指令fbir、給水動(dòng)態(tài)微分前饋指令wbir以及風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋指令abir，并將fbir、wbir以及abir輸出；

9)結(jié)合所述fbir、wbir以及abir，分別計(jì)算出鍋爐燃料量指令β、鍋爐給水量指令ω、鍋爐風(fēng)量指令μ，驅(qū)動(dòng)鍋爐燃料機(jī)、給水泵、送風(fēng)機(jī)設(shè)備，改變鍋爐燃燒率，使鍋爐負(fù)荷同機(jī)組負(fù)荷指令要求相匹配。

所述的基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，每一次鍋爐調(diào)節(jié)負(fù)荷過程中，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷設(shè)定值ls達(dá)到負(fù)荷目標(biāo)值lt時(shí)，燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋fbir、wbir、abir衰減至0，鍋爐調(diào)節(jié)負(fù)荷過程結(jié)束。

所述的基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述步驟2)中微分計(jì)算公式慣性滯后時(shí)間t推導(dǎo)得出為ts/(1+ts)，其中s代表傳遞函數(shù)中的復(fù)參數(shù)，慣性滯后時(shí)間t由負(fù)荷目標(biāo)值lt同負(fù)荷設(shè)定值ls的差值經(jīng)設(shè)定的非線性函數(shù)計(jì)算得到，負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量dn/dt，計(jì)算關(guān)系式為dn/dt＝[ts/(1+ts)]·ls。

所述的基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述步驟4)中對(duì)負(fù)荷設(shè)定值ls和供熱流量h進(jìn)行求和計(jì)算，得到鍋爐總負(fù)荷需求n。

如所述的基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令系統(tǒng)，包括主機(jī)設(shè)備與bir計(jì)算單元，所述主機(jī)設(shè)備主要由機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元、汽輪機(jī)調(diào)閥開度計(jì)算單元、汽輪機(jī)deh電液調(diào)節(jié)計(jì)算單元、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥組、鍋爐燃料量指令計(jì)算單元、燃料機(jī)電機(jī)、鍋爐給水量指令計(jì)算單元、鍋爐給水泵、鍋爐送風(fēng)量指令計(jì)算單元以及送風(fēng)機(jī)電機(jī)組成，尤其還包括動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算模塊，所述動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算模塊分別與鍋爐燃料量指令計(jì)算單元、鍋爐給水量指令計(jì)算單元以及鍋爐送風(fēng)量指令計(jì)算單元通過獨(dú)立的前饋指令通信連接，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的鍋爐動(dòng)態(tài)變負(fù)荷控制。

所述的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令系統(tǒng)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算模塊包括微分計(jì)算單元與若干非線性函數(shù)計(jì)算單元；

所述微分計(jì)算單元與非線性函數(shù)計(jì)算單元依次交互，實(shí)現(xiàn)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量的計(jì)算；

所述非線性函數(shù)計(jì)算單元分為：

滯后時(shí)間計(jì)算單元，對(duì)負(fù)荷目標(biāo)值同負(fù)荷設(shè)定值的差值進(jìn)行計(jì)算，得到微分計(jì)算單元的慣性滯后時(shí)間；

負(fù)荷設(shè)定值修正計(jì)算單元，對(duì)變負(fù)荷速率進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)；

鍋爐補(bǔ)給前饋修正計(jì)算單元，通過對(duì)負(fù)荷設(shè)定值和供熱流量之和進(jìn)行計(jì)算，判斷出鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，計(jì)算得出鍋爐增、減負(fù)荷過程中的燃料、給水、送風(fēng)動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)；

鍋爐補(bǔ)給前饋量壓力修正計(jì)算單元，對(duì)鍋爐運(yùn)行壓力偏差值進(jìn)行計(jì)算，得到鍋爐增、減負(fù)荷過程中燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量壓力修正系數(shù)；

機(jī)組實(shí)際真空修正計(jì)算單元，對(duì)凝汽器真空和機(jī)組實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，得到機(jī)組實(shí)際真空修正系數(shù)。

本發(fā)明的有益效果：

(1)對(duì)于供熱機(jī)組，機(jī)組瞬時(shí)供熱流量參與鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋bir的計(jì)算符合機(jī)組能量平衡的基本原理，提高了bir的計(jì)算精度。同時(shí)，供熱流量的補(bǔ)償作用從內(nèi)回路提前消除了影響鍋爐燃燒的內(nèi)擾因素，提高了鍋爐燃燒率的響應(yīng)速度；

(2)本發(fā)明在典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋bir的基礎(chǔ)上，隨著負(fù)荷指令逐漸接近負(fù)荷設(shè)定值，增加了bir計(jì)算的靈活性，克服了機(jī)組鍋爐燃燒率超調(diào)的現(xiàn)象；

(3)本發(fā)明能夠根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行壓力偏差、氣候工況，對(duì)鍋爐變負(fù)荷過程中所需的bir量進(jìn)行修正，提高變負(fù)荷過程中的調(diào)節(jié)精度。

附圖說明：

圖1是原典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令系統(tǒng)(bir)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(詳圖)。

圖4是軟件實(shí)時(shí)運(yùn)算處理模塊流程圖。

圖5是典型的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)計(jì)算方法的示意圖。

圖6典型的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令(bir)計(jì)算結(jié)果示意圖。

圖中：

001—機(jī)組負(fù)荷目標(biāo)值采集單元；

100—機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元；

002—負(fù)荷設(shè)定值采集單元；

003—變負(fù)荷速率采集單元；

004—供熱流量采集單元；

005—主汽壓力設(shè)定值采集單元；

006—主汽壓力實(shí)際值采集單元；

007—凝汽器真空采集單元；

008—實(shí)際負(fù)荷采集單元；

200—鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元；

2001—原典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元；

300—汽輪機(jī)調(diào)閥開度計(jì)算單元；

400—汽輪機(jī)deh電液調(diào)節(jié)計(jì)算單元，401—汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥組；

500—鍋爐燃料量指令計(jì)算單元，501—燃料機(jī)電機(jī)；

600—鍋爐給水量指令計(jì)算單元，601—鍋爐給水泵；

700—鍋爐送風(fēng)量指令計(jì)算單元，701—送風(fēng)機(jī)電機(jī)。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1，本實(shí)施例的基于鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法包括下列步驟：

(1)負(fù)荷目標(biāo)值lt同負(fù)荷設(shè)定值ls的差值經(jīng)非線性函數(shù)1計(jì)算后，得到微分計(jì)算單元的慣性滯后時(shí)間t，進(jìn)而確定微分計(jì)算單元的計(jì)算公式ts/(1+ts)；

(2)將負(fù)荷設(shè)定值ls通過微分計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量dn/dt，計(jì)算關(guān)系是dn/dt＝[ts/(1+ts)]·ls；

(3)利用非線性函數(shù)2對(duì)變負(fù)荷速率進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)vk1，將負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量dn/dt同負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)vk1求積，得到鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn，實(shí)現(xiàn)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量的計(jì)算，其計(jì)算關(guān)系是δn＝vk1×dn/dt；

(4)對(duì)負(fù)荷設(shè)定值ls和供熱流量h進(jìn)行求和計(jì)算，得到鍋爐總負(fù)荷需求n。非線性函數(shù)3、非線性函數(shù)4根據(jù)鍋爐總負(fù)荷需求n的值判斷出鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，并分別計(jì)算出鍋爐增負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fdk；

(5)對(duì)負(fù)荷設(shè)定值和供熱流量進(jìn)行求和計(jì)算，得到鍋爐總負(fù)荷需求n。非線性函數(shù)5、非線性函數(shù)6根據(jù)鍋爐總負(fù)荷需求n的值判斷出鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，并分別計(jì)算出鍋爐增負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wuk、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wdk；

(6)對(duì)負(fù)荷設(shè)定值和供熱流量進(jìn)行求和計(jì)算，得到鍋爐總負(fù)荷需求n。非線性函數(shù)7、非線性函數(shù)8根據(jù)鍋爐總負(fù)荷需求n的值判斷出鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，并分別計(jì)算出鍋爐增負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)auk、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)adk；

(7)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn同鍋爐增負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fdk求積，得到鍋爐增負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋量fu、減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋量fd，其計(jì)算關(guān)系是fu＝δn×fuk、fd＝δn×fdk；

(8)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn同鍋爐增負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wuk、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wdk求積，得到鍋爐增負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋量wu、減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋量wd，其計(jì)算關(guān)系是wu＝δn×wuk、wd＝δn×wdk；

(9)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn同鍋爐增負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)auk、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)adk求積，得到鍋爐增負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量au、減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量ad，其計(jì)算關(guān)系是au＝δn×auk、ad＝δn×adk；

(10)主汽壓力設(shè)定值ps同主汽壓力實(shí)際值pt進(jìn)行求差運(yùn)算得到鍋爐壓力偏差值δp，計(jì)算關(guān)系是δp＝ps-pt；

(11)非線性函數(shù)9、非線性函數(shù)10對(duì)鍋爐壓力偏差值δp進(jìn)行計(jì)算，得到鍋爐增、減負(fù)荷過程中燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量壓力修正系數(shù)pu、pd，

(12)凝汽器真空v通過非線性函數(shù)11計(jì)算得到機(jī)組真空修正系數(shù)zk1,機(jī)組實(shí)際負(fù)荷l通過非線性函數(shù)12計(jì)算得到機(jī)組真空修正系數(shù)zk2，zk1×zk2得到機(jī)組實(shí)際真空修正系數(shù)zk；

(13)鍋爐增、減負(fù)荷過程中的壓力修正系數(shù)pu、pd分別同機(jī)組實(shí)際真空修正系數(shù)zk求積，得到鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋二次修正系數(shù)cu、cd，計(jì)算關(guān)系是cu＝pu×zk，cd＝pd×zk，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐主汽壓力、真空等運(yùn)行工況參考量對(duì)鍋爐增、減負(fù)荷過程中的燃料、給水、風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量fu、fd、wu、wd、au、ad的二次修正；

(14)燃料動(dòng)態(tài)微分前饋輸出單元214實(shí)時(shí)判斷鍋爐負(fù)荷變化的方向，若實(shí)時(shí)鍋爐增負(fù)荷，則選擇將cu×fu作為計(jì)算輸出值，此時(shí)fbir＝cu×fu；若實(shí)時(shí)鍋爐減負(fù)荷，則選擇將cd×fd作為計(jì)算輸出值，此時(shí)fbir＝cd×fd；

(15)給水動(dòng)態(tài)微分前饋輸出單元215實(shí)時(shí)判斷鍋爐負(fù)荷變化的方向，若實(shí)時(shí)鍋爐增負(fù)荷，則選擇將cu×wu作為計(jì)算輸出值，此時(shí)wbir＝cu×wu；若實(shí)時(shí)鍋爐減負(fù)荷，則選擇將cd×wd作為計(jì)算輸出值，此時(shí)wbir＝cd×wd；

(16)風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋輸出單元216實(shí)時(shí)判斷鍋爐負(fù)荷變化的方向，若實(shí)時(shí)鍋爐增負(fù)荷，則選擇將cu×au作為計(jì)算輸出值，此時(shí)abir＝cu×au；若實(shí)時(shí)鍋爐減負(fù)荷，則選擇將cd×ad作為計(jì)算輸出值，此時(shí)abir＝cd×ad；

(17)通過機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元、鍋爐燃料機(jī)指令計(jì)算單元、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元、鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元，分別計(jì)算出鍋爐燃料量指令β、鍋爐給水量指令ω、鍋爐風(fēng)量指令μ，驅(qū)動(dòng)鍋爐燃料機(jī)、給水泵、送風(fēng)機(jī)設(shè)備，改變鍋爐燃燒率，使鍋爐負(fù)荷同機(jī)組負(fù)荷指令要求相匹配。

根據(jù)上述方法本實(shí)施例還提供了鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括

設(shè)置有鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元(200)；

本鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元(200)分別與汽輪機(jī)調(diào)閥開度計(jì)算單元(300)、鍋爐燃料量指令計(jì)算單元(500)、鍋爐給水量指令計(jì)算單元(600)和鍋爐送風(fēng)量指令計(jì)算單元(700)連接，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的鍋爐動(dòng)態(tài)變負(fù)荷控制功能；

本鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元(200)以工業(yè)控制服務(wù)器為核心并配置相應(yīng)外圍通訊端口，其軟件控制模塊包括微分計(jì)算單元(201)、非線性函數(shù)計(jì)算單元(202)-(213)、燃料微分前饋量輸出單元(214)、燃料微分前饋量輸出單元(215)、燃料微分前饋量輸出單元(216)；

其交互關(guān)系是：

微分計(jì)算單元(201)、非線性函數(shù)1(202)、非線性函數(shù)2(203)依次交互，實(shí)現(xiàn)鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量的計(jì)算；

負(fù)荷設(shè)定值信號(hào)、供熱流量信號(hào)同非線性函數(shù)3(204)、非線性函數(shù)4(205)交互，通過判斷鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同工況下鍋爐增、減負(fù)荷過程中的燃料微分前饋量自適應(yīng)修正系數(shù)的計(jì)算；

負(fù)荷設(shè)定值信號(hào)、供熱流量信號(hào)同非線性函數(shù)5(206)、非線性函數(shù)6(207)交互，通過判斷鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同工況下鍋爐增、減負(fù)荷過程中的給水微分前饋量自適應(yīng)修正系數(shù)的計(jì)算；

負(fù)荷設(shè)定值信號(hào)、供熱流量信號(hào)同非線性函數(shù)7(208)、非線性函數(shù)8(209)交互，通過判斷鍋爐所處的負(fù)荷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同工況下鍋爐增、減負(fù)荷過程中的風(fēng)量微分前饋量自適應(yīng)修正系數(shù)的計(jì)算；

主汽壓力設(shè)定值同主汽壓力實(shí)際值進(jìn)行求差運(yùn)算后，同非線性函數(shù)9(210)、非線性函數(shù)10(211)交互，實(shí)現(xiàn)鍋爐主汽壓力偏差時(shí)對(duì)鍋爐增、減負(fù)荷過程中的燃料、給水、風(fēng)量微分前饋量修正系數(shù)的二次修正；

凝汽器真空信號(hào)、實(shí)際負(fù)荷信號(hào)同非線性函數(shù)11(212)、非線性函數(shù)12(213)交互，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度對(duì)燃料、給水、風(fēng)量微分前饋量修正系數(shù)的三次修正；

燃料微分前饋量輸出單元(214)將三次修正后的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量輸出至鍋爐燃料控制系統(tǒng)；

給水微分前饋量輸出單元(215)將三次修正后的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量輸出至鍋爐給水控制系統(tǒng)；

風(fēng)量微分前饋量輸出單元(214)將三次修正后的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量輸出至鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)。

非線性函數(shù)計(jì)算單元的輸入、輸出分別如表1、表2、表3、表4所示。非線性函數(shù)計(jì)算單元原理是：非線性函數(shù)計(jì)算單元由若干個(gè)線性函數(shù)(202)-(212)組成，表中的序號(hào)代表非線性函數(shù)計(jì)算的分界點(diǎn)，分界點(diǎn)處的輸入對(duì)應(yīng)該分界點(diǎn)處的輸出值；對(duì)于相鄰兩個(gè)分界點(diǎn)之間的輸入，輸出值按照分界點(diǎn)之間的線性函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

表1

表2

表3

表4

以下給出鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令計(jì)算單元200的軟件實(shí)施方式，軟件運(yùn)算按照以下步驟進(jìn)行：

第0：本周期運(yùn)算開始；

第1：計(jì)算微分計(jì)算單元慣性滯后時(shí)間t；(對(duì)應(yīng)方法步驟(1))

第2：計(jì)算負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量dn/dt；

第3：計(jì)算負(fù)荷設(shè)定值瞬時(shí)微分量修正系數(shù)vk1；

第4：計(jì)算鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋基礎(chǔ)量δn＝vk1×dn/dt；

第5：計(jì)算鍋爐總負(fù)荷需求n；

第6：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk；

第7：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋量fu，其中fu＝δn×fuk；

第8：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)fuk；

第9：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷燃料動(dòng)態(tài)微分前饋量fd，其中fd＝δn×fdk；

第10：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wuk；

第11：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋量wu，其中wu＝δn×wuk；

第12：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)wdk；

第13：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷給水動(dòng)態(tài)微分前饋量wd，其中wd＝δn×wdk；

第14：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)auk；

第15：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量au，其中au＝δn×auk；

第16：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋修正系數(shù)adk；

第17：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷風(fēng)量動(dòng)態(tài)微分前饋量ad，其中ad＝δn×adk；

第18：鍋爐壓力偏差值δp＝ps-pt；

第19：計(jì)算鍋爐增負(fù)荷壓力修正系數(shù)pu；

第20：計(jì)算鍋爐減負(fù)荷壓力修正系數(shù)pd；

第21：計(jì)算機(jī)組真空修正系數(shù)zk1；

第22：計(jì)算機(jī)組真空修正系數(shù)zk2；

第23：機(jī)組實(shí)際真空修正系數(shù)zk＝zk1×zk2；

第24：計(jì)算增負(fù)荷過程鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋二次修正系數(shù)cu＝pu×zk，

第25：計(jì)算減負(fù)荷過程鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋二次修正系數(shù)cd＝pd×zk，

第26：判斷鍋爐是否處于增負(fù)荷狀態(tài)。如果是，則執(zhí)行第27步；如果否，則繼續(xù)執(zhí)行第28步；

第27：輸出fbir＝cu×fu、wbir＝cu×wu、abir＝cu×au，跳轉(zhuǎn)至第31步，本運(yùn)算周期結(jié)束；

第28：判斷鍋爐是否處于減負(fù)荷狀態(tài)。如果是，則執(zhí)行第29步；如果否，則繼續(xù)執(zhí)行第30步；

第29：輸出fbir＝cd×fd、wbir＝cd×wd、abir＝cd×ad，跳轉(zhuǎn)至第31步，本運(yùn)算周期結(jié)束；

第30：輸出fbir＝0、wbir＝0、abir＝0；

第31：本周期運(yùn)算結(jié)束。

本實(shí)施例的鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋指令的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)對(duì)于供熱機(jī)組，機(jī)組瞬時(shí)供熱流量參與鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋bir的計(jì)算符合機(jī)組能量平衡的基本原理，提高了bir的計(jì)算精度。同時(shí)，供熱流量的補(bǔ)償作用從內(nèi)回路提前消除了影響鍋爐燃燒的內(nèi)擾因素，提高了鍋爐燃燒率的響應(yīng)速度。本發(fā)明在典型鍋爐動(dòng)態(tài)微分前饋bir的基礎(chǔ)上，隨著負(fù)荷指令逐漸接近負(fù)荷設(shè)定值，增加了bir計(jì)算的靈活性，克服了機(jī)組鍋爐燃燒率超調(diào)的現(xiàn)象。本發(fā)明能夠根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行壓力偏差、氣候工況，對(duì)鍋爐變負(fù)荷過程中所需的bir量進(jìn)行修正，提高變負(fù)荷過程中的調(diào)節(jié)精度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。