【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及能源系統控制，尤其涉及一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法和裝置。
技術介紹
1、燃煤發電是能源的主要形式，燃煤機組朝著大容量、超參數的方向發展，超臨界機組成為未來機組的主流形式。近年來，隨著新能源等可再生能源裝機容量比例不斷上升，其具有的波動性和不確定性對電網的安全穩定運行產生不利影響。傳統燃煤機組更多地從基礎性能源向調節性能源角色轉變，要求傳統火力發電機組具有深度調峰能力。另一方面，深度調峰過程中，機組由于長時間處于低負荷運行，引起一系列問題，如：脫硝系統無法正常投運、燃燒不穩定、水動力安全無法保障及供熱受限等問題。其中，脫硝系統由于對溫度有著嚴格的要求，而機組低負荷運行時，煙溫不能很好滿足脫硝系統催化劑的溫度窗口，從而造成脫硝系統無法投運、機組排污超限等問題，甚至造成機組停機，嚴重影響火電機組的安全經濟穩定運行。
2、目前，針對深度調峰下超臨界機組復合熱水再循環技術的研究大多基于其調節深度和系統流程設計的研究，很少對其控制邏輯方案進行研究，大多基于操作人員的經驗進行煙溫控制的手動調節，控制難度大，調節效率不高，且當前研究中往往較少考慮實際煙溫控制調節中省煤器水旁路和熱水再循環旁路協同控制時所具有的非線性、遲延及約束問題。因此，亟需一種超臨界機組復合熱水再循環前饋預測控制方案，以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法和裝置，能夠提高寬負荷脫硝改造技術自動化程度，且提
2、根據本專利技術的一方面，本專利技術實施例提供了一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法，該方法包括：
3、獲取所選超臨界機組的鍋爐實時負荷，以及干濕態切換工況對應的臨界負荷；
4、根據所述鍋爐實時負荷和所述臨界負荷確定鍋爐所處的運行工況模式，以自動切換運行工況模式；其中，所述運行工況模式包括：干態運行模式和濕態運行模式；
5、確定所述運行工況模式下復合熱水再循環系統中省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以構建對應的工況運行模型；
6、獲取水冷壁入口溫度，并基于所述鍋爐實時負荷、所述水冷壁入口溫度、所述工況運行模型中省煤器旁路管道水流量和所述熱水再循環旁路水流量，以及預先構建的前饋預測控制模型，協同控制復合熱水再循環脫硝系統入口煙溫和省煤器出口過冷度；
7、其中，所述前饋預測控制模型基于所述工況運行模型所對應的省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以及所述工質流向下的省煤器旁路管道水流量和熱水再循環旁路管道水流量進行閉環仿真實驗所構建。
8、根據本專利技術的另一方面，本專利技術實施例還提供了一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制裝置，該裝置包括：
9、信息獲取模塊，用于獲取所選超臨界機組的鍋爐實時負荷，以及干濕態切換工況對應的臨界負荷；
10、工況確定模塊，用于根據所述鍋爐實時負荷和所述臨界負荷確定鍋爐所處的運行工況模式，以自動切換運行工況模式；其中，所述運行工況模式包括：干態運行模式和濕態運行模式；
11、運行模型構建模塊，用于確定所述運行工況模式下復合熱水再循環系統中省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以構建對應的工況運行模型；
12、控制模塊，用于獲取水冷壁入口溫度，并基于所述鍋爐實時負荷、所述水冷壁入口溫度、所述工況運行模型中省煤器旁路管道水流量和所述熱水再循環旁路水流量，以及預先構建的前饋預測控制模型，協同控制復合熱水再循環脫硝系統入口煙溫和省煤器出口過冷度；
13、其中，所述前饋預測控制模型基于所述工況運行模型所對應的省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以及所述工質流向下的省煤器旁路管道水流量和熱水再循環旁路管道水流量進行閉環仿真實驗所構建。
14、根據本專利技術的另一方面，本專利技術實施例還提供了一種電子設備，所述電子設備包括：
15、至少一個處理器；以及
16、與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，
17、所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的計算機程序，所述計算機程序被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠執行本專利技術任一實施例所述的寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法。
18、根據本專利技術的另一方面，本專利技術實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使處理器執行時實現本專利技術任一實施例所述的寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法。
19、根據本專利技術的另一方面，本專利技術實施例還提供了一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序在被處理器執行時實現本專利技術任一實施例所述的寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法。
20、本專利技術實施例的上述技術方案，通過所獲取的鍋爐實時負荷和臨界負荷確定鍋爐所處的運行工況模式，由此，確定出運行工況模式下復合熱水再循環系統中省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道的工質流向，構建對應的工況運行模型，從而，基于鍋爐實時負荷、水冷壁入口溫度、工況運行模型中省煤器旁路管道水流量和熱水再循環旁路水流量，以及預先構建的前饋預測控制模型協同控制復合熱水再循環脫硝系統入口煙溫和省煤器出口過冷度，能夠提高寬負荷脫硝改造技術自動化程度，且提升深度調峰下寬負荷脫硝復合熱水再循環脫硝系統入口煙溫調節的準確性和靈活性，從而提升機組深度調峰過程中的安全性和穩定性，以及系統運行效率，降低控制操作難度。
21、應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本專利技術的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本專利技術的范圍。本專利技術的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。
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1.一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法，其特征在于，所述方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述鍋爐實時負荷和所述臨界負荷確定鍋爐所處的運行工況模式，以自動切換運行工況模式，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述運行工況模式下復合熱水再循環系統中省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以構建對應的工況運行模型，包括：
4.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述前饋預測控制模型的構建，進一步包括：
5.根據權利要求4中所述的方法，其特征在于，所述基于所述SCR脫硝系統入口煙溫、所述省煤器出口過冷度以及所述閉環運行數據構建前饋預測控制模型，包括：
6.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于，所述狀態空間動態模型用公式表示為：其中，λ(k)表示k時刻熱水再循環脫硝系統的狀態變量，λ(k+1)表示k+1時刻熱水再循環脫硝系統的狀態變量；u(k)表示k時刻熱水再循環脫硝系統的輸入變量，所述輸入變量表征為熱水再循環旁路水流量和省煤器旁路管道水流量；y(
7.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于，所述優化目標函數以SCR脫硝系統入口溫度設定值和省煤器出口過冷度設定值分別與前饋預測控制器模型所輸出的SCR入口溫度和省煤器出口過冷度之間的誤差最小為目標；
8.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于，所述優化目標函數用公式表示為：J＝(Yo-Yk)TQf(Yo-Yk)+ΔUTRfΔU，式中，Yo表示被控制量設定值矩陣，表征為脫硝系統煙氣入口溫度設定值和省煤器出口過冷度設定值矩陣；Yk表示為預測步長下的輸出變量的序列，所述輸出變量表征為熱水再循環脫硝系統入口煙溫和省煤器出口過冷度；ΔU表示為熱水再循環脫硝系統的輸入增量的序列，所述輸入變量表征為熱水再循環回路工質流量和省煤器旁路水流量；ΔUT表示為ΔU的轉置，Qf表示誤差權矩陣；Rf為控制權矩陣；
9.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述工況運行模型包括干態工況運行模型和濕態工況運行模型；
10.根據權利要求9中所述的方法，其特征在于，所述前饋擾動信號表示為：v＝f(νs,Qr)，其中，νs表示為水冷壁入口溫度擾動，Qr表示為鍋爐實時負荷擾動，f表示為νs與Qr之間的映射關系。
11.一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制裝置，其特征在于，所述裝置，包括：
12.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括：
13.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使處理器執行時實現權利要求1-10中任一項所述的寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法。
14.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序在被處理器執行時實現根據權利要求1-10中任一項所述的寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種寬負荷脫硝復合熱水再循環系統的前饋預測控制方法，其特征在于，所述方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述鍋爐實時負荷和所述臨界負荷確定鍋爐所處的運行工況模式，以自動切換運行工況模式，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述運行工況模式下復合熱水再循環系統中省煤器旁路管道和熱水再循環旁路管道中的工質流向，以構建對應的工況運行模型，包括：
4.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述前饋預測控制模型的構建，進一步包括：
5.根據權利要求4中所述的方法，其特征在于，所述基于所述scr脫硝系統入口煙溫、所述省煤器出口過冷度以及所述閉環運行數據構建前饋預測控制模型，包括：
6.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于，所述狀態空間動態模型用公式表示為：其中，λ(k)表示k時刻熱水再循環脫硝系統的狀態變量，λ(k+1)表示k+1時刻熱水再循環脫硝系統的狀態變量；u(k)表示k時刻熱水再循環脫硝系統的輸入變量，所述輸入變量表征為熱水再循環旁路水流量和省煤器旁路管道水流量；y(k)表示k時刻熱水再循環脫硝系統的輸出變量，所述輸出變量表征為熱水再循環脫硝系統入口煙溫和省煤器出口過冷度；v(k)表示k時刻的前饋擾動信號，表征為鍋爐實時負荷和水冷壁入口溫度；a、b、c、d均表示所述熱水再循環系統所對應的特性矩陣系數；
7.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于，所述優化目標函數以scr脫硝系統入口溫度設定值和省煤器出口過冷度設定值分別與前饋預測控制器模型所輸出的scr入口溫度和省煤器出口過冷度之...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫勇，郝雨辰，管詩駢，雷震，張天海，李海峰，陳波，楊小龍，于國強，張浩，曹毅，汪征，楊艷，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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