【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)，具體為一種火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、協(xié)調(diào)控制是火電機組自動控制系統(tǒng)的核心，承擔(dān)著快速安全調(diào)節(jié)鍋爐、汽機的重任。目前，火電機組面臨著電網(wǎng)負(fù)荷指令和頻率快速變化以及入爐煤質(zhì)頻繁變化的挑戰(zhàn)，火電機組的自動控制系統(tǒng)面臨很大的挑戰(zhàn)。在煤炭價格較高的背景下，火電機組往往采用熱值較低的煤種，在機組負(fù)荷頻繁波動時，制粉系統(tǒng)往往處于最大出力狀態(tài)，此種情況下，為避免鍋爐主控產(chǎn)生空行程，需要對鍋爐主控的輸出進(jìn)行限制。采用具有前饋作用的主蒸汽壓力pid調(diào)節(jié)器作為鍋爐主控的輸出是一種比較常見的控制策略，其中燃料的基本指令與前饋指令之和作為主蒸汽壓力pid調(diào)節(jié)器的前饋。當(dāng)制粉系統(tǒng)出力達(dá)上限時，鍋爐主控即壓力調(diào)節(jié)器閉鎖增，此時鍋爐主控的輸出不再增加，負(fù)荷指令也同步閉鎖增，但由于pid調(diào)節(jié)器本身的控制方式，當(dāng)前饋減小時，pid的輸出會同步減少，會造成燃料過量減少，引起機組輸入能量與輸出能量失衡，最終導(dǎo)致主蒸汽壓力持續(xù)降低，不利于火電機組的穩(wěn)定、安全運行。制粉系統(tǒng)出力達(dá)上限同步負(fù)荷閉鎖增的控制方式，不利于鍋爐蓄能的充分利用，會影響機組運行的經(jīng)濟(jì)性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
2、因此，本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)靜態(tài)特性、動態(tài)特性和對外部干擾的強魯棒性不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)的需求。
3、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，包括：采集火電機組鍋爐的數(shù)
4、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述鍋爐的數(shù)據(jù)包括，鍋爐主蒸汽壓力和溫度、燃料流量和質(zhì)量、煙氣組成、能量損失和熱效率以及環(huán)境數(shù)據(jù)。
5、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：對所述鍋爐主控輸出進(jìn)行動態(tài)限制控制表示為：
6、
7、其中，ul表示鍋爐主控最終的上限；ll表示鍋爐主控最終的下限；ulset表示鍋爐主控設(shè)定的上限；llset表示鍋爐主控設(shè)定的下限；bldincblock表示鍋爐主控閉鎖增信號；blddecblock表示鍋爐主控閉鎖減信號；bld(t-1)saved表示鍋爐閉鎖信號發(fā)生時鍋爐主控輸出的保存值。
8、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：分別設(shè)計所述純調(diào)節(jié)部分與前饋部分動態(tài)限值，純調(diào)節(jié)部分表示為：
9、
10、前饋部分表示為：
11、
12、其中，pid表示純調(diào)節(jié)器輸出；kp表示純調(diào)節(jié)器比例系數(shù)；err表示調(diào)節(jié)器控制偏差；ki表示積分增益；kd表示微分增益；tns表示積分時間；tds表示微分時間；ulpid表示pid輸出上限；llpid表示pid輸出下限；ulset表示pid設(shè)定上限；llset表示pid設(shè)定下限；pid(t-1)saved表示鍋爐主控閉鎖發(fā)生時pid輸出的保存值；fwd表示總前饋輸出；f(x)(load)表示基本前饋；fwddyn表示動態(tài)前饋；ulfwd表示總前饋輸出上限；llfwd表示總前饋輸出下限。
13、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述負(fù)荷閉鎖增控制包括，當(dāng)燃料達(dá)上限并且主蒸汽壓力偏差小于等于預(yù)設(shè)值時，觸發(fā)負(fù)荷閉鎖增；當(dāng)燃料達(dá)上限并且主蒸汽壓力偏差大于預(yù)設(shè)值時，第一次延時1分鐘觸發(fā)閉鎖增，觸發(fā)時間5分鐘，形成循環(huán)的負(fù)荷閉鎖增，每隔1分鐘觸發(fā)一次閉鎖增，閉鎖增的觸發(fā)時間為5分鐘。
14、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述負(fù)荷控制器表示為：
15、
16、其中，ulload表示負(fù)荷指令上限；llload表示負(fù)荷指令下限；load(t-1)saved表示負(fù)荷閉鎖增發(fā)生時負(fù)荷指令的保存值；load表示負(fù)荷指令。
17、作為本專利技術(shù)所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述負(fù)荷控制器包括，負(fù)荷控制器輸出經(jīng)負(fù)荷限制器后，得到最終的負(fù)荷指令load，負(fù)荷限制器的上限經(jīng)負(fù)荷閉鎖增判斷，當(dāng)負(fù)荷閉鎖增發(fā)生時，負(fù)荷指令上限切換為閉鎖發(fā)生前一時刻的負(fù)荷指令，實現(xiàn)最終的負(fù)荷指令閉鎖增。
18、第二方面，本專利技術(shù)還提供了火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制系統(tǒng)，包括，鍋爐主控限制模塊，采集火電機組鍋爐的數(shù)據(jù)，針對鍋爐主控上下限設(shè)計動態(tài)限值，對鍋爐主控輸出進(jìn)行動態(tài)限制控制，鍋爐主控分解為主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器和燃料總前饋控制器；調(diào)節(jié)器限制模塊，分離pid調(diào)節(jié)器純調(diào)節(jié)部分與前饋部分，分別設(shè)計純調(diào)節(jié)部分與前饋部分動態(tài)限值，鍋爐主控上下限值與主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器pid相減后得到燃料總前饋指令的上下限值，燃料總前饋控制器的輸出經(jīng)燃料前饋限制器后，得到最終的燃料總前饋指令；負(fù)荷限制模塊，根據(jù)火電機組運行特性，設(shè)計負(fù)荷閉鎖增控制，根據(jù)主蒸汽壓力觸發(fā)負(fù)荷閉鎖增，負(fù)荷控制器輸出經(jīng)負(fù)荷限制器后，得到最終的負(fù)荷指令，實現(xiàn)最終的負(fù)荷指令閉鎖增。
19、第三方面，本專利技術(shù)還提供了一種計算設(shè)備，包括：存儲器和處理器；
20、所述存儲器用于存儲計算機可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的步驟。
21、第四方面，本專利技術(shù)還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法的步驟。
22、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)在火電機組常規(guī)協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合循環(huán)判斷算法構(gòu)建一種新型負(fù)荷閉鎖增控制，解決燃料達(dá)上限后，無法充分利用鍋爐蓄能，以及過量利用鍋爐蓄能導(dǎo)致的主蒸汽壓力偏低等問題；利用pid控制器的控制特性，將燃料總前饋指令與主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器分別控制、分別限制，解決火電機組在燃料達(dá)上限后，由于燃料前饋微分作用引起的燃料減少，造成燃料缺失的問題，提高了燃料達(dá)上限后的主蒸汽壓力控制效果；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提出的燃料和負(fù)荷動態(tài)限制控制算法具有良好的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和對外部干擾的強魯棒性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述鍋爐的數(shù)據(jù)包括，鍋爐主蒸汽壓力和溫度、燃料流量和質(zhì)量、煙氣組成、能量損失和熱效率以及環(huán)境數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：對所述鍋爐主控輸出進(jìn)行動態(tài)限制控制表示為：
4.如權(quán)利要求3所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：分別設(shè)計所述純調(diào)節(jié)部分與前饋部分動態(tài)限值，純調(diào)節(jié)部分表示為：
5.如權(quán)利要求4所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述負(fù)荷閉鎖增控制包括，當(dāng)燃料達(dá)上限并且主蒸汽壓力偏差小于等于預(yù)設(shè)值時，觸發(fā)負(fù)荷閉鎖增；
6.如權(quán)利要求5所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述負(fù)荷控制器表示為：
7.如權(quán)利要求6所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述負(fù)荷控制器包括，負(fù)荷控制器輸出經(jīng)負(fù)荷限制器后，得到最終的負(fù)荷指令LOAD，負(fù)荷限制器的上限經(jīng)負(fù)荷閉鎖
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述方法的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括，
9.一種計算設(shè)備，包括：存儲器和處理器；
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項所述的方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述鍋爐的數(shù)據(jù)包括，鍋爐主蒸汽壓力和溫度、燃料流量和質(zhì)量、煙氣組成、能量損失和熱效率以及環(huán)境數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：對所述鍋爐主控輸出進(jìn)行動態(tài)限制控制表示為：
4.如權(quán)利要求3所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：分別設(shè)計所述純調(diào)節(jié)部分與前饋部分動態(tài)限值，純調(diào)節(jié)部分表示為：
5.如權(quán)利要求4所述的火電機組燃料和負(fù)荷動態(tài)限制的控制方法，其特征在于：所述負(fù)荷閉鎖增控制包括，當(dāng)燃料達(dá)上限并且主蒸汽壓力偏差小于等于預(yù)設(shè)值時，觸發(fā)負(fù)荷閉鎖增；
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郁強，夏靜，王緒昌，徐力剛，葛舉生，
申請(專利權(quán))人：南京國電南自維美德自動化有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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