專利名稱：循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié) 調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
電力的正常供應(yīng)離不開發(fā)電設(shè)備，而發(fā)電設(shè)備主要由鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電 機(jī)、輔助設(shè)備及控制設(shè)備組成，其中最常用的鍋爐是煤粉爐。發(fā)電機(jī)組的工作 原理是原煤經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入鍋爐燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量被鍋爐中循環(huán)的水吸 收，水的溫度超過飽和溫度后變成水蒸氣，水蒸氣帶動(dòng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，被帶 動(dòng)的發(fā)電機(jī)的閉合線圈在磁場(chǎng)作用下進(jìn)行切割磁力線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能并輸入電 網(wǎng)。
控制設(shè)備根據(jù)調(diào)度中心的負(fù)荷指令(發(fā)電功率指令)對(duì)鍋爐的給煤量和蒸汽 壓力進(jìn)行調(diào)控以實(shí)現(xiàn)供電的平衡和蒸汽的平衡。為了對(duì)鍋爐的給煤量和蒸汽壓 力進(jìn)行調(diào)控，較常見的控制方法如圖3所示，它是1957年由L&N公司提出的一 種直接能量平衡控制方法；主要表達(dá)了鍋爐的發(fā)熱量與汽輪機(jī)的需求量之間的 平衡，由于其良好的控制效果使該控制方法在煤粉爐發(fā)電機(jī)組中得到了全面的 應(yīng)用。該控制方法的控制過程是首先比較當(dāng)前功率設(shè)定值與瞬時(shí)電網(wǎng)功率的偏 差，經(jīng)過兩級(jí)PID (比例積分微分調(diào)節(jié)器)調(diào)整后的輸出值控制汽輪機(jī)調(diào)整門的 開大、減小或保持，使發(fā)電機(jī)輸出功率增加、減小或保持，此時(shí)汽輪機(jī)機(jī)前壓 力發(fā)生變化，控制系統(tǒng)將變化的汽輪機(jī)機(jī)前壓力與機(jī)前壓力設(shè)定值進(jìn)行比較， 再將比較的結(jié)果經(jīng)過兩級(jí)PID調(diào)整后控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速增加、減 小或保持，使汽輪機(jī)機(jī)前壓力與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值平衡，所以從整個(gè)控制 過程來看，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程，不僅能夠響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化的需求，而 且能夠維持發(fā)電機(jī)組內(nèi)部蒸汽的供需平衡。
隨著科技的進(jìn)步，循環(huán)流化床鍋爐以其燃燒高效率、低污染、燃料適應(yīng)性 廣等優(yōu)點(diǎn)正逐步取代傳統(tǒng)的煤粉爐，循環(huán)流化床鍋爐和煤粉爐的主要區(qū)別在于-煤粉爐的燃料進(jìn)入爐膛后快速燃燒，而循環(huán)流化床鍋爐燃料是煤粒，煤粒進(jìn)入 爐膛后分層燃燒，未燃燒完的煤粒通過循環(huán)又回到爐膛繼續(xù)燃燒，整個(gè)燃燒時(shí) 間較長(zhǎng)，熱容量比煤粉爐也大很多，但正是由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的煤粒為循 環(huán)燃燒方式，使其燃燒特性是純遲延大慣性，特別是其純遲延時(shí)間在整個(gè)燃燒 過程中占的比例較大，傳統(tǒng)煤粉爐的燃燒遲延時(shí)間是4 6分鐘，而循環(huán)流化床 鍋爐的燃燒遲延時(shí)間在16 22分鐘以上，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的直接能量平衡方 法來控制循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組，會(huì)帶來很大的擾動(dòng)。隨著鍋爐容量的增大，床料增多，熱慣性也同時(shí)變大，而控制也變的更困難。因此，循環(huán)流化床鍋爐發(fā) 電機(jī)組的控制除匹配好各工藝參數(shù)之間的關(guān)系以外，最重要的還是應(yīng)從解決純 遲延大慣性著手考慮控制方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將蒸汽壓力偏差和功率 偏差交織在一起進(jìn)行調(diào)節(jié)、能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化、同時(shí)依據(jù)蒸汽壓力偏 差維持機(jī)組內(nèi)部蒸汽供需平衡的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是
一種循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于其協(xié)調(diào)控制方法 的步驟是
(1) .設(shè)定發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值，系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行 切換至自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；
(2) .檢測(cè)電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值并存儲(chǔ)；
(3) .將發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值分別替換為已存儲(chǔ) 的電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值；
(4) .將電網(wǎng)瞬時(shí)功率值、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值、汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值與 汽輪機(jī)機(jī)前壓力值的差值共同輸入到壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理；
(5) .將壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理的結(jié)果與發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值 輸入到PID1進(jìn)行比較處理；
(6) .PID1輸出信號(hào)控制汽輪機(jī)調(diào)整門的開大、減小或保持；
(7) .將汽輪機(jī)調(diào)整門的開人、減小或保持導(dǎo)致機(jī)前壓力變化后的壓力數(shù)值與 汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸入到PID2進(jìn)行比較處理；
(8) .將PID2輸出信號(hào)與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸 入到功率前饋及壓力前饋模塊處理；
(9) .功率前饋及壓力前饋模塊的輸出信號(hào)控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速 的增加、減小或保持；
鵬.重復(fù)步驟(4) 步驟(9)，即完成循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制。
而且，所述的壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊的處理流程是發(fā)電機(jī)功率設(shè) 定值經(jīng)過滯后環(huán)節(jié)處理后的輸出值一路輸入至折線函數(shù)Y2處理，另一路與電網(wǎng) 瞬時(shí)功率值進(jìn)行差運(yùn)算，差運(yùn)算的結(jié)果一路輸入至折線函數(shù)Y3處理，另一路與 折線函數(shù)Yl的輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果作為PID1的輸入量。
而且，所述的PID1的比較處理流程是PID1的一路等于零的輸入量經(jīng)過 PID1內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值控制汽輪機(jī)調(diào)整門保持開度，PID1的一路大于零 或小于零的輸入量經(jīng)PID1內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值與折線函數(shù)Y2的輸出值做 加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制汽輪機(jī)調(diào)整門開大或減小。
而且，所述的PID2的比較處理流程是汽輪機(jī)機(jī)前壓力與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值進(jìn)行差運(yùn)算，差運(yùn)算的結(jié)果一路輸入至折線函數(shù)Y1處理，另一路與折線
函數(shù)Y3的輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果等于零時(shí)經(jīng)PID2內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后 的輸出值控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)保持轉(zhuǎn)速，加運(yùn)算的結(jié)果大于零或小于零 的輸出值經(jīng)PID2內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值作為功率前饋及壓力前饋模塊的一個(gè)
輸入量。
而且，所述的功率前饋及壓力前饋模塊的處理流程是發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值 經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值經(jīng)滯后環(huán)節(jié)處理后的 輸出值進(jìn)行乘運(yùn)算，乘運(yùn)算的結(jié)果、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值的導(dǎo)函數(shù)命/血的輸 出值和PID2的一路輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制循環(huán)流化床鍋爐給煤 機(jī)轉(zhuǎn)速的增大或減小。
而且，所述的折線函數(shù)Y1、 Y2和Y3如下
Y2=k2x+b2 Y3=k3x+b3
(I)
(II)
(III)
射:
k3'
(O，l) (0， 1)， (0,1)，
而且，
，b
b2
(IV)
三[O， 0.005)， Xe[O, 3]; 三[O，O. 1)，
;
。
折線函數(shù)Yl中 折線函數(shù)Y2中 折線函數(shù)Y3中 所述的折線函數(shù)Y4為
Y4=k4X+b4 其中
折線函數(shù)Y4中k4G (0. 003， 0. 005) ，b4e
。 而且，所述的PID1的內(nèi)置函數(shù)為
杣)
—)
(v)
其中
u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)，Td 是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)過 折線函數(shù)Y2處理后的輸出值的差值，汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng) 過折線函數(shù)Y2處理后的輸出值均為系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行時(shí)刻的取 值。
而且，所述的PID2的內(nèi)置函數(shù)為
4)= K
—)
(VI)
u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)，Td 是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速首先減去發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值的導(dǎo)函數(shù)辦/血，再減去發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理 后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力相乘之后的數(shù)值，循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速、 發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力均為 系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行時(shí)刻的取值。 而且，所述的滯后環(huán)節(jié)所使用的函數(shù)為
Y(n) = K1*X (n) + K1*X (n—l) + K2*Y (n —1) (VII) 其中
K1=T/ (2LG+T)， K2= (2LG—T) / (2LG+T)，
T為運(yùn)算周期，缺省值為0.02秒；LG為滯后時(shí)間，通常設(shè)置在0 300秒 之間；Y(n)為函數(shù)輸出；X (n)為輸入；X (n)為本周期輸入，則X (n_l)則 為上周期輸入，Y (n_l)為上周期輸出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1. 本協(xié)調(diào)控制方法在原有直接能量平衡方法的基礎(chǔ)上，減少了兩級(jí)PID運(yùn) 算環(huán)節(jié)，并將鍋爐和汽輪機(jī)作為一個(gè)整體考慮，增加了壓力回拉及功率偏差運(yùn) 算模塊回路，限制汽輪機(jī)調(diào)整門的動(dòng)作速率；增加了功率前饋及壓力前饋模塊， 將負(fù)荷點(diǎn)的變化量前移，這樣可以彌補(bǔ)循環(huán)流化床鍋爐的滯后特性；增加了Yl、 Y2、 Y3和Y4共四個(gè)折線函數(shù)，讓復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性在函數(shù)中加以體現(xiàn)，將強(qiáng)耦合 的系統(tǒng)加以分解之后再整合，讓機(jī)組的響應(yīng)能力更快更穩(wěn)定。循環(huán)流化床發(fā)電 機(jī)組應(yīng)用本協(xié)調(diào)控制方法后，不僅可以將偏差變化量提前，更主要的是縮短了 鍋爐作為一個(gè)大滯后環(huán)節(jié)的調(diào)整時(shí)間。
2. 本協(xié)調(diào)控制方法在PID1前增加了壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊，該模塊
中將機(jī)前壓力的偏差按一定比例負(fù)方向加到汽輪機(jī)的控制回路中，利用的是汽 輪機(jī)的響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了蒸汽壓力偏差的平衡并實(shí)現(xiàn)了循環(huán)流化床鍋 爐最直接最快速的調(diào)節(jié)。
3. 本協(xié)調(diào)控制方法中采用發(fā)電機(jī)功率輸出設(shè)定值與電網(wǎng)瞬時(shí)功率之間的偏 差作為前饋，提高了快速響應(yīng)一次調(diào)頻的速度，在功率偏差增加時(shí)，利用汽輪 機(jī)快速響應(yīng)的特點(diǎn)，直接開大或關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)整門，使壓力隨之快速變化。
4. 本發(fā)明將壓力偏差和負(fù)荷偏差交織在一起進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅能夠快速響應(yīng) 電網(wǎng)頻率變化的需求，而且能夠依據(jù)壓力偏差的情況，維持機(jī)組內(nèi)部供需平衡


圖1是本發(fā)明的簡(jiǎn)化流程方框圖； 圖2是本發(fā)明的詳細(xì)流程方框圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)控制流程方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限 定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其協(xié)調(diào)控制方法的步驟是-
(1) .設(shè)定發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值，系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行 切換至自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；
(2) .檢測(cè)電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值并存儲(chǔ)；
(3) .將發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值分別替換為己存儲(chǔ) 的電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值；
(4) .將電網(wǎng)瞬時(shí)功率值、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值、汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值與 汽輪機(jī)機(jī)前壓力值的差值共同輸入到壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理。壓力 回拉及功率偏差運(yùn)算模塊的處理流程是發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)過滯后環(huán)節(jié)處理 后的輸出值一路輸入至折線函數(shù)處理，另一路與電網(wǎng)瞬時(shí)功率值進(jìn)行差運(yùn)算， 差運(yùn)算的結(jié)果一路輸入至折線函數(shù)Y3處理，另一路與折線函數(shù)Yl的輸出值進(jìn) 行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果作為PID1的輸入量。
其中壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊中的折線函數(shù)Yl、 Y2和Y3為
Y2=k2x+b2 Y3=k3x+b3
其中
折線函數(shù)Yl中 折線函數(shù)Y2中 折線函數(shù)Y3中 PID1的內(nèi)置函數(shù)為
k'
k3'
(0, 1) (0, 1)， (0， 1)，
4)
(I)
(n) (m)
，bG
b2e
b3E
(v)
u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)，Td 是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)過 折線函數(shù)Y2處理后的輸出值的差值，汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng) 過折線函數(shù)Y2處理后的輸出值均為系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行時(shí)刻的取 值。
PID2的內(nèi)置函數(shù)為
一
(vo
u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)，Td 是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速首先減去發(fā)電機(jī) 輸出功率設(shè)定值的導(dǎo)函數(shù)辦/血，再減去發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理 后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力相乘之后的數(shù)值，循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速、 發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力均為系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行時(shí)刻的取值。
壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊和功率前饋及壓力前饋模塊中的滯后環(huán)節(jié)的 函數(shù)為
Y(n) = K1*X (n) + K1*X (n—1) + K2*Y (n—1) (VII) K1=T/ (2LG+T)， K2= (2LG—T) / (2LG+T)，
T為運(yùn)算周期，缺省值為0.02秒；LG為滯后時(shí)間，通常設(shè)置在0 300秒 之間；Y(n)為函數(shù)輸出；X (n)為輸入；X (n)為本周期輸入，則X (n — l)則 為上周期輸入，Y (n_l)為上周期輸出。
(5) .將壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理的結(jié)果與發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值 輸入到PIDl進(jìn)行比較處理。PIDl的比較處理流程是PIDl的一路等于零的輸 入量經(jīng)過PID1內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值控制汽輪機(jī)調(diào)整門保持開度，PIDl的一 路大于零或小于零的輸入量經(jīng)PIDl內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值與折線函數(shù)Y2的 輸出值做加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制汽輪機(jī)調(diào)整門開大或減小。
(6) . PIDl輸出信號(hào)控制汽輪機(jī)調(diào)整門的開大、減小或保持；
(7) .將汽輪機(jī)調(diào)整門的開大、減小或保持導(dǎo)致機(jī)前壓力變化后的壓力數(shù)值與 汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸入到PID2進(jìn)行比較處理。PID2的比較處理流程 是汽輪機(jī)機(jī)前壓力與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值進(jìn)行差運(yùn)算，差運(yùn)算的結(jié)果一路 輸入至折線函數(shù)Y1處理，另一路與折線函數(shù)Y3的輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算 的結(jié)果等于零時(shí)經(jīng)PID2內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)保 持轉(zhuǎn)速，加運(yùn)算的結(jié)果大于零或小于零的輸出值經(jīng)PID2內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出
值作為功率前饋及壓力前饋模塊的 一個(gè)輸入量。
(8) .將PID2輸出信號(hào)與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸 入到功率前饋及壓力前饋模塊處理。功率前饋及壓力前饋模塊的處理流程是 發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值經(jīng) 滯后環(huán)節(jié)處理后的輸出值進(jìn)行乘運(yùn)算，乘運(yùn)算的結(jié)果、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值 的導(dǎo)函數(shù)辦/血的輸出值和PID2的一路輸出值進(jìn)行加運(yùn)算和PID2的一路輸出進(jìn) 行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的增大或減小。以及 功率前饋及壓力前饋模塊中的折線函數(shù)Y4為
Y4=k4x+b4 (IV)
其中-
折線函數(shù)Y4中he (0. 003， 0. 005) ，b4G
。
(9) .功率前饋及壓力前饋模塊的輸出信號(hào)控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的
增加、減小或保持；
(10) .重復(fù)步驟(4) 步驟(9)，即完成循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制。 本實(shí)施例中壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊、PID1、 PID2和功率前饋及壓力
前饋模塊的具體處理流程如圖2所示。
權(quán)利要求
1、一種循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于其協(xié)調(diào)控制方法的步驟是(1). 設(shè)定發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值，系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；(2). 檢測(cè)電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值并存儲(chǔ)；(3). 將發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值分別替換為已存儲(chǔ)的電網(wǎng)瞬時(shí)功率值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力值；(4). 將電網(wǎng)瞬時(shí)功率值、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值、汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力值的差值共同輸入到壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理；(5). 將壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊處理的結(jié)果與發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值輸入到PID1進(jìn)行比較處理；(6). PID1輸出信號(hào)控制汽輪機(jī)調(diào)整門的開大、減小或保持；(7). 將汽輪機(jī)調(diào)整門的開大、減小或保持導(dǎo)致機(jī)前壓力變化后的壓力數(shù)值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸入到PID2進(jìn)行比較處理；(8). 將PID2輸出信號(hào)與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值和汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值共同輸入到功率前饋及壓力前饋模塊處理；(9). 功率前饋及壓力前饋模塊的輸出信號(hào)控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的增加、減小或保持；(10). 重復(fù)步驟(4)～步驟(9)，即完成循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特 征在于所述的壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊的處理流程是發(fā)電機(jī)功率設(shè) 定值經(jīng)過滯后環(huán)節(jié)處理后的輸出值一路輸入至折線函數(shù)Y2處理，另一路與電 網(wǎng)瞬時(shí)功率值進(jìn)行差運(yùn)算，差運(yùn)算的結(jié)果一路輸入至折線函數(shù)Y3處理，另一 路與折線函數(shù)Yl的輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果作為PID1的輸入量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特 征在于所述的PID1的比較處理流程是PID1的一路等于零的輸入量經(jīng)過 PID1內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值控制汽輪機(jī)調(diào)整門保持開度，PID1的一路大于 零或小于零的輸入量經(jīng)PID1內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值與折線函數(shù)Y2的輸出 值做加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制汽輪機(jī)調(diào)整門開大或減小。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述的PID2的比較處理流程是汽輪機(jī)機(jī)前壓力與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值進(jìn)行差運(yùn)算，差運(yùn)算的結(jié)果一路輸入至折線函數(shù)Yl處理，另一路與折線函數(shù)Y3的輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果等于零時(shí)經(jīng)PID2內(nèi)置函 數(shù)運(yùn)算后的輸出值控制循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)保持轉(zhuǎn)速，加運(yùn)算的結(jié)果大于 零或小于零的輸出值經(jīng)PID2內(nèi)置函數(shù)運(yùn)算后的輸出值作為功率前饋及壓力 前饋模塊的一個(gè)輸入量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特 征在于所述的功率前饋及壓力前饋模塊的處理流程是發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值 經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力設(shè)定值經(jīng)滯后環(huán)節(jié)處理后 的輸出值進(jìn)行乘運(yùn)算，乘運(yùn)算的結(jié)果、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值的導(dǎo)函數(shù)辦/血 的輸出值和PID2的一路輸出值進(jìn)行加運(yùn)算，加運(yùn)算的結(jié)果控制循環(huán)流化床 鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的增大或減小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特 征在于所述的折線函數(shù)Y1、 Y2和Y3如下其中<formula>formula see original document page 3</formula>折線函數(shù)Yl中 折線函數(shù)Y2中折線函數(shù)Y3中<formula>formula see original document page 0</formula>
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特 征在于所述的折線函數(shù)Y4為Y4=k4X+b4 (IV)射折線函數(shù)Y4中(0.003, 0.005)， b4e
。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方 法，其特征在于所述的PID1的內(nèi)置函數(shù)為一)(v)糾:u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)， Td是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功率設(shè)定 值經(jīng)過折線函數(shù)Y2處理后的輸出值的差值，汽輪機(jī)調(diào)整門開度與發(fā)電機(jī)功 率設(shè)定值經(jīng)過折線函數(shù)Y2處理后的輸出值均為系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng) 運(yùn)行時(shí)刻的取值。
9、根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方 法，其特征在于所述的PID2的內(nèi)置函數(shù)為丄'f丄V7，丄T M)(VI)u(t)是PIDl的輸出，e(t)表示輸入，K是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)， Td是微分時(shí)間常數(shù)，t是時(shí)間，F(xiàn)F(t)是循環(huán)流化床鍋爐給煤機(jī)轉(zhuǎn)速首先減去 發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值的導(dǎo)函數(shù)辦/血，再減去發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù) Y4處理后的輸出值與汽輪機(jī)機(jī)前壓力相乘之后的數(shù)值，循環(huán)流化床鍋爐給煤 機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)輸出功率設(shè)定值經(jīng)折線函數(shù)Y4處理后的輸出值和汽輪機(jī)機(jī) 前壓力均為系統(tǒng)由手動(dòng)運(yùn)行切換至自動(dòng)運(yùn)行時(shí)刻的取值。
10、根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述的滯后環(huán)節(jié)所使用的函數(shù)為Y(n) = K1*X (n) + K1*X (n — l) + K2*Y (n — l) (VII) 其中K1二T/ (2LG+T)， K2= (2LG—T) / (2LG+T)，T為運(yùn)算周期，缺省值為0.02秒；LG為滯后時(shí)間，通常設(shè)置在0 300 秒之間；Y(n)為函數(shù)輸出；X (n)為輸入；X (n)為本周期輸入，則X (n — 1)則為上周期輸入，Y (n — l)為上周期輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方法，該協(xié)調(diào)控制方法在原有直接能量平衡方法的基礎(chǔ)上，減少了兩級(jí)PID運(yùn)算環(huán)節(jié)，并將鍋爐和汽輪機(jī)作為一個(gè)整體考慮，增加了壓力回拉及功率偏差運(yùn)算模塊回路，限制汽輪機(jī)調(diào)整門的動(dòng)作速率；增加了功率前饋及壓力前饋模塊，將負(fù)荷點(diǎn)的變化量前移，這樣可以彌補(bǔ)循環(huán)流化床鍋爐的滯后特性；增加了Y1、Y2、Y3和Y4共四個(gè)折線函數(shù)，讓復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性在函數(shù)中加以體現(xiàn)，將強(qiáng)耦合的系統(tǒng)加以分解之后再整合，讓機(jī)組的響應(yīng)能力更快更穩(wěn)定。循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組應(yīng)用本協(xié)調(diào)控制方法后，不僅可以將偏差變化量提前，更主要的是縮短了鍋爐作為一個(gè)大滯后環(huán)節(jié)的調(diào)整時(shí)間。
文檔編號(hào)H02P9/04GK101431310SQ200810054158
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者毅 趙 申請(qǐng)人:天津市電力公司