一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统及方法，该系统包括PID控制器，用于根据机组负荷误差值及预设的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值；所述机组负荷误差值为AGC负荷设定值与机组实际负荷值的差值；数据采集装置实时采集机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值并传送至远程数据中心服务器；远程数据中心服务器，其用于建立火力发电机组的一阶模型；再基于火力发电机组的一阶模型，利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定；最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器；PID控制器还用于根据整定后的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值，最终实现火力发电机组的自动发电远程控制。

AGC function remote optimization system and method for thermal power generation unit

The invention discloses a remote AGC function optimization system and method for thermal power generating units, the system includes a PID controller for the actual load to control the thermal power generating units, according to unit load error value and a preset PID controller parameter value; the unit load error setting value difference and set the actual load value for the AGC load real time acquisition unit; data acquisition device of actual load and AGC load in the setting value and the output of the PID controller and transmitted to the remote data center server; remote data center server, which is used for a model of thermal power generating units established; then a first-order model of thermal power generating units based on the internal model control algorithm of PID controller the default parameter setting; finally feedback to PID controller parameters tuning of PID controller after; PID controller is also used to tune The PID controller parameters are used to control the actual load value of the thermal power generation unit, and finally the automatic generation remote control of the thermal power generation unit is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统及方法
本专利技术属于发电机组领域，尤其涉及一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统及方法。
技术介绍
电力调度中心要求大型火力发电机组必须具备自动发电控制(AGC)功能，并对其AGC性能指标进行相应的考核。实际生产过程中，火力发电机组的AGC控制逻辑是设计在发电厂的分散控制系统(DCS)上，通过RTU装置与电力调度中心通讯。电力调度中心通过RTU装置向火力发电机组发送AGC指令，并通过RTU收到该火力发电机组返回的实际功率。当火力发电机组的AGC功能因故障被迫退出或投入时不能满足电网要求时，需要在发电厂的DCS上检查控制逻辑，并调整和优化AGC控制方案和控制器参数设置。发电厂通常处在郊区，由于自身技术力量薄弱，一旦厂内技术人员解决不了该问题，往往需要等待较长时间再由其他科研单位的技术人员奔赴现场进行相应的技术调整和指导，既不能保证火力发电机组的AGC控制品质，也不利于提高技术服务的及时性和满意度。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺点，本专利技术的第一目的是提供一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统。本专利技术的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，包括：PID控制器，用于根据机组负荷误差值及预设的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值；所述机组负荷误差值为AGC负荷设定值与机组实际负荷值的差值；数据采集装置，其用于实时采集火力发电机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，并传送至远程数据中心服务器；所述远程数据中心服务器，其用于选取一定时间段内的机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，进一步建立火力发电机组的一阶模型；再基于火力发电机组的一阶模型，利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定；最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器；所述PID控制器，还用于根据整定后的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值，最终实现火力发电机组的AGC功能远程优化。本专利技术的该火力发电机组的AGC功能远程优化系统，利用数据采集装置将火力发电机组的运行数据接入一个远程数据中心服务器内，基于传输得到的火力发电机组的运行数据，对火力发电机组进行数学建模，并且利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定，最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器中，使得PID控制器利用整定后的PID控制器参数对发电机组负荷进行控制，最终实现对火力发电机组AGC功能的远程优化，大大节省了技术人员跑现场的时间，同时提高了技术服务的及时性和满意度。优选地，远程数据中心服务器被配置为：利用最小二乘法对火力发电机组建立一阶模型。其中，一阶数学模型能很好地反映绝大多数工业过程对象的响应特征。最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。基于建立的一阶数学模型，利用内模控制算法对PID控制器参数进行优化，进一步地，数据采集装置与火力发电机组一一对应。本专利技术的远程数据中心服务器可以接入区域内多台发电机组，便于区域内多台发电机组进一步的数据挖掘，开展多台机组协同控制技术等更进一层次的技术研究。进一步地，远程数据中心服务器还与预警装置相连，用于预警火力发电机组的异常运行状态。本专利技术的第二目的是提供一种火力发电机组的AGC功能远程优化方法。本专利技术的一种火力发电机组的AGC功能远程优化方法，具体包括以下步骤：步骤(1)：PID控制器根据机组负荷误差值及预设的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值；步骤(2)：数据采集装置实时采集机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，并传送至远程数据中心服务器；步骤(3)：远程数据中心服务器选取一定时间段内的机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，进一步建立火力发电机组的一阶模型；再根据火力发电机组的一阶模型以及内模控制算法，对预设的PID控制器参数进行整定；最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器；步骤(4)：PID控制器根据整定后的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值，最终实现火力发电机组AGC功能的远程优化控制。本专利技术的该火力发电机组的AGC功能远程优化方法，将火力发电机组的运行数据接入一个远程数据中心服务器内，基于传输得到的火力发电机组的运行数据，对火力发电机组进行数学建模，并利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定，最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器中，使得PID控制器利用整定后的PID控制器参数对发电机组负荷进行控制，最终实现对火力发电机组AGC功能的远程优化和维护，通过远方计算和调整，节省大量的人力、物力成本，提高技术服务的及时性；通过远方数据接入，可实现对机组运行数据的在线监测，在异常时可以及时发现，进行预警。优选地，在步骤(3)中，远程数据中心服务器利用最小二乘法对火力发电机组建立一阶模型。其中，一阶数学模型能很好地反映绝大多数工业过程对象的响应特征。最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。进一步地，该方法还包括：远程数据中心服务器内还预设有机组负荷预警阈值，远程数据中心服务器将接收的机组实际负荷值与预设的机组负荷预警阈值比较，并输出预警信号至预警装置，来预警火力发电机组的异常运行状态。本专利技术中的PID控制器的输出值为控制火力发电机组实际负荷的汽轮机调门开度指令信号。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的该火力发电机组的AGC功能远程优化系统，利用数据采集装置将火力发电机组的运行数据接入一个远程数据中心服务器内，基于传输得到的火力发电机组的运行数据，对火力发电机组进行数学建模，并且利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定，最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器中，使得PID控制器利用整定后的PID控制器参数对发电机组负荷进行控制，最终实现对火力发电机组AGC功能的远程调整和维护，大大节省了技术人员跑现场的时间，同时提高了技术服务的及时性和满意度。(2)本专利技术的远程数据中心服务器可以接入区域内多台发电机组，便于区域内多台发电机组进一步的数据挖掘，开展多台机组协同控制技术等更进一层次的技术研究。(3)本专利技术的该火力发电机组的AGC功能远程优化方法，将火力发电机组的运行数据接入一个远程数据中心服务器内，基于传输得到的火力发电机组的运行数据，对火力发电机组进行数学建模，并利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定，最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器中，使得PID控制器利用整定后的PID控制器参数对发电机组负荷进行控制，最终实现对火力发电机组AGC功能的远程优化和维护，通过远方计算和调整，节省大量的人力、物力成本，提高技术服务的及时性；通过远方数据接入，可实现对机组运行数据的在线监测，在异常时可以及时发现，进行预警。附图说明图1是火力发电机组的AGC控制回路原理图；图2是本专利技术的火力发电机组的AGC功能远程优化系统结构示意图；图3(a)是某段时间的AGC负荷设定值和机组实际负荷值曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，包括：PID控制器，用于根据机组负荷误差值及预设的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值；所述机组负荷误差值为AGC负荷设定值与机组实际负荷值的差值；数据采集装置，其用于实时采集机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，并传送至远程数据中心服务器；所述远程数据中心服务器，其用于选取一定时间段内的机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，进一步建立火力发电机组的一阶模型；再基于火力发电机组的一阶模型，利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定；最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器；所述PID控制器，还用于根据整定后的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值，最终实现火力发电机组的自动发电远程控制。

【技术特征摘要】
1.一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，包括：PID控制器，用于根据机组负荷误差值及预设的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值；所述机组负荷误差值为AGC负荷设定值与机组实际负荷值的差值；数据采集装置，其用于实时采集机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，并传送至远程数据中心服务器；所述远程数据中心服务器，其用于选取一定时间段内的机组实际负荷值、AGC负荷设定值以及PID控制器的输出值，进一步建立火力发电机组的一阶模型；再基于火力发电机组的一阶模型，利用内模控制算法对预设的PID控制器参数进行整定；最后将整定后的PID控制器参数反馈至PID控制器；所述PID控制器，还用于根据整定后的PID控制器参数来控制火力发电机组的实际负荷值，最终实现火力发电机组的自动发电远程控制。2.如权利要求1所述的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，所述远程数据中心服务器被配置为：利用最小二乘法对火力发电机组建立一阶模型。3.如权利要求1所述的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，数据采集装置与火力发电机组一一对应。4.如权利要求3所述的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，所述远程数据中心服务器还与预警装置相连，用于预警火力发电机组的异常运行状态。5.如权利要求1所述的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，该自动发电远程控制系统还包括减法器，所述减法器用于接收数据采集装置传送来的AGC负荷设定值与机组实际负荷值，并将两者作差，得到机组负荷误差值后传送至PID控制器。6.如权利要求1所述的一种火力发电机组的AGC功能远程优化系统，其特征在于，该自动发电远程控制系统还包括微处理器，所述微处理器用于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，王建东，赵岩，李军，庞向坤，毕贞福，郎澄宇，孟祥荣，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，北京大学，山东中实易通集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37