一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法及系统技术方案

技术编号:18443862 阅读:60 留言:0更新日期:2018-07-14 09:57
本发明专利技术提供的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,包括:获取各个设定值;根据获取到的数据分别计算获得锅炉主控指令的积分运算分量、比例运算分量、微分运算分量、锅炉能量偏差需求前馈运算分量和负荷指令的动、静态前馈运算分量;生成锅炉主控指令控制锅炉侧的系统。本发明专利技术根据主蒸汽压力、主蒸汽设定值、机组负荷设定值、主蒸汽温度、主蒸汽温度设定值来获得机组协调控制系统的锅炉主控指令,由锅炉主控指令控制锅炉侧的燃料量和送风量等系统。由主蒸汽压力偏差预处理、积分运算和比例微分运算的偏差输入预处理和锅炉能量偏差需求计算等部分组成。实施本发明专利技术,能够显著提高CCS系统的稳定性能和调节品质。

A main unit command control method and system for boiler unit coordinated control system

The invention provides a method for controlling the main control instruction of the boiler unit coordinated control system, including obtaining each set value, calculating the integral operation component, the proportion operation component, the differential operation component, the feedforward operation component and the load of the boiler energy deviation requirement according to the obtained data. The dynamic and static feedforward operation components of the instruction are generated, and the boiler main control command is used to control the boiler side system. According to the main steam pressure, the set value of the main steam, the set value of the unit load, the main steam temperature and the set value of the main steam temperature, the main control instructions of the boiler control system are obtained, and the fuel quantity and air supply capacity of the boiler side are controlled by the main control instructions of the boiler. The main steam pressure deviation preprocessing, integral operation and proportional differential operation deviation input pretreatment and boiler energy deviation demand calculation and so on. The implementation of the invention can significantly improve the stability and quality of the CCS system.

【技术实现步骤摘要】
一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法及系统
本专利技术涉及火力发电机组的控制
,尤其涉及一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法及系统。
技术介绍
单元机组协调控制系统(CCS)作为锅炉—汽轮机系统的控制中枢,已经成为现代电站自动化系统中最为核心的组成单元。但CCS系统是一个复杂的多变量控制系统,内部存在严重的关联性,机炉控制回路间的耦合特性使得系统较难取得良好的控制品质。常规CCS系统主要是通过锅炉侧调节主蒸汽压力,锅炉是一个相对慢速的响应过程,热惯性较大,而汽轮机则是一个相对快速的响应过程,热惯性较锅炉小得多。当锅炉侧发生一个微小的扰动时,会打破锅炉—汽轮机之间的能量平衡,汽轮机功率调节系统能够迅速调整调门开度以消除机组负荷偏差,但锅炉的慢速响应和大惯性特性无法与汽轮机功率调节系统相适应,造成主蒸汽压力、主蒸汽温度等主要机组运行参数周期性波动,锅炉给煤率和汽轮机调门也跟随着周期性地波动,CCS系统需要很长的时间才能使机组恢复到稳定状态,不利于机组的经济运行。因此,锅炉主控回路的设计对CCS系统起到至关重要的作用,一般采用PID控制器和机组负荷指令动、静态前馈的控制方式,PID控制器输出加上前馈组成锅炉主控回路,这种存在参数整定困难,适应机组不同工况能力差,尤其是煤质大幅度变化时,常常引起主蒸汽压力偏差大,或引起参数周期性波动的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法及系统,该方法根据主蒸汽压力、主蒸汽设定值、机组负荷设定值、主蒸汽温度、主蒸汽温度设定值来获得机组协调控制系统的锅炉主控指令,由锅炉主控指令控制锅炉侧的燃料量和送风量等系统。由主蒸汽压力偏差预处理、积分运算和比例微分运算的偏差输入预处理和锅炉能量偏差需求计算等部分组成。实施本专利技术,能够显著提高CCS系统的稳定性能和调节品质。本专利技术提供的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,包括:获取主蒸汽压力、主蒸汽设定值、机组负荷设定值、主蒸汽温度和主蒸汽温度设定值;根据获取到的数据分别计算获得锅炉主控指令的积分运算分量、锅炉主控指令的比例运算分量、锅炉主控指令的微分运算分量、锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量和锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量;生成锅炉主控指令并根据锅炉主控指令控制锅炉侧的系统。优选地,所述生成锅炉主控指令具体为:根据第一公式计算获得锅炉主控指令;所述第一公式为:BD=OUTi+OUTkp+OUTd+KMWEpd+ULDpd;其中,BD为锅炉主控指令;OUTi为锅炉主控指令的积分运算分量;OUTkp为锅炉主控指令的比例运算分量;OUTd为锅炉主控指令的微分运算分量;KMWEpd为锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量;ULDpd为锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量。优选地,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的积分运算分量具体包括:根据主蒸汽压力、主蒸汽设定值,通过第二公式组计算得到的锅炉主控指令的积分运算分量OUTi;所述第二公式组为:Etp=TPs-TP;其中,OUTi为锅炉主控指令的积分运算分量;Etp为主蒸汽压力偏差,由主蒸汽压力设定值TPs减去主蒸汽压力TP得到;为主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;为上一控制周期得到的主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;Ei为主蒸汽压力偏差经积分输入信号预处理运算f2(E*tp)后的信号;Di1和Di2为两个预先设定的可调整的正数值的参数,且Di1<Di2;OUTi为锅炉主控指令的积分运算分量,对Ei信号进行常规积分运算后得到,Ti为积分时间参数。优选地,中的主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)处理后的信号通过以下步骤计算得到:预设4个主蒸汽压力偏差阈值Dtp1、Dtp2、Dtp3、Dtp4和4个处理后的主蒸汽压力偏差中间常量预设的数值都为正数,且满足Dtp1<Dtp2<Dtp3<Dtp4,预设一个可调参数Ktp,Ktp为正数且其值大于1.0;根据Dtp1、Dtp2、Dtp3、Dtp4和Ktp,通过第三公式组计算主蒸汽压力偏差中间常量所述第三公式组为:然后根据第四公式计算信号:所述第四公式为:优选地,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的比例运算分量具体为:通过第五公式组计算锅炉主控指令的比例运算分量;所述第五公式组为:其中,Epd为比例微分运算偏差输入预处理运算后的结果;Kpd为比例微分运算偏差输入预处理运算的增益参数,其数值大于1.0;为主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;Di1为预先设定的可调整的正数值的参数;OUTkp为锅炉主控指令的比例运算分量;Kp为比例调节参数。优选地,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的微分运算分量具体为:通过带有动态限幅的微分运算函数计算锅炉主控指令的微分运算分量;所述带有动态限幅的微分运算函数为:OUTd=f4(Epd)=Kd[Epd-LAG(Epd,Tg)];其中,OUTd为锅炉主控指令的微分运算分量;Epd为比例微分运算偏差输入预处理运算f3(E*tp)后的结果;Kd为微分增益参数;LAG(Epd,Tg)为一个惯性时间常数可变的惯性环节,其传递函数为其输入信号为Epd,S为拉普拉斯变换算子,Tg为惯性时间常数,其值会动态改变。优选地,所述惯性时间常数Tg通过以下步骤计算获得,该步骤为:通过第六公式计算惯性时间常数Tg;所述第六公式为:其中,Tg1和Tg2为两个预设的可调的时间常数参数,且满足Tg1<Tg2;L为设置的微分运算输出幅度限制值;OUTd(K-1)为上一控制周期按照第六公式计算得到的锅炉主控指令的微分运算分量。优选地,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量具体包括以下步骤:根据主蒸汽压力TP、主蒸汽设定值TPS、机组负荷设定值NS、主蒸汽温度MT、主蒸汽温度设定值MTS通过第七公式计算获得锅炉能量偏差需求信号MWE;对锅炉能量偏差需求信号MWE进行超前滞后环节运算,得到锅炉能量偏差需求前馈运算分量KMWEpd;其中,所述第七公式为:所述超前滞后环节运算所用公式为:KMWEpd=LEADLG1(MWE);其中,H(TP,MT)为根据主蒸汽压力TP和主蒸汽温度MT来求得的焓值;H(TPS,MTS)为根据主蒸汽设定值TPS和主蒸汽温度设定值MTS来求得的焓值;超前滞后环节的传递函数为其中S为拉普拉斯变换算子,Td1为超前环节时间常数,Tg1为滞后环节时间常数,Td1和Tg1的数值根据锅炉的实际特性进行整定。优选地,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量具体为:对机组负荷设定值NS进行一个超前滞后环节运算后得到负荷指令的动、静态前馈运算分量,计算公式为:ULDpd=LEADLG2(Ns);其中,LEADLG2(NS)为对NS信号进行超前滞后环节运算,超前滞后环节的传递函数为其中S为拉普拉斯变换算子,Td2为超前环节时间常数,Tg2为滞后环节时间常数,Td2和Tg2的数值根据锅炉的实际特性进行整定。本专利技术还提供一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制系统,包括一种计算机存储介质,该计算机存储介质上存储有计算机程序,该计算机程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,包括:获取主蒸汽压力、主蒸汽设定值、机组负荷设定值、主蒸汽温度和主蒸汽温度设定值;根据获取到的数据分别计算获得锅炉主控指令的积分运算分量、锅炉主控指令的比例运算分量、锅炉主控指令的微分运算分量、锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量和锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量;生成锅炉主控指令并根据锅炉主控指令控制锅炉侧的系统。

【技术特征摘要】
1.一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,包括:获取主蒸汽压力、主蒸汽设定值、机组负荷设定值、主蒸汽温度和主蒸汽温度设定值;根据获取到的数据分别计算获得锅炉主控指令的积分运算分量、锅炉主控指令的比例运算分量、锅炉主控指令的微分运算分量、锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量和锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量;生成锅炉主控指令并根据锅炉主控指令控制锅炉侧的系统。2.根据权利要求1所述的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,所述生成锅炉主控指令具体为:根据第一公式计算获得锅炉主控指令;所述第一公式为:BD=OUTi+OUTkp+OUTd+KMWEpd+ULDpd;其中,BD为锅炉主控指令;OUTi为锅炉主控指令的积分运算分量;OUTkp为锅炉主控指令的比例运算分量;OUTd为锅炉主控指令的微分运算分量;KMWEpd为锅炉主控指令的锅炉能量偏差需求前馈运算分量;ULDpd为锅炉主控指令的负荷指令的动、静态前馈运算分量。3.根据权利要求1所述的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的积分运算分量具体包括:根据主蒸汽压力、主蒸汽设定值,通过第二公式组计算得到的锅炉主控指令的积分运算分量OUTi;所述第二公式组为:Etp=TPs-TP;其中,OUTi为锅炉主控指令的积分运算分量,对Ei信号进行常规积分运算后得到;Etp为主蒸汽压力偏差,由主蒸汽压力设定值TPs减去主蒸汽压力TP得到;为主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;为上一控制周期得到的主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;Ei为主蒸汽压力偏差经积分输入信号预处理运算f2(E*tp)后的信号;Di1和Di2为两个预先设定的可调整的正数值的参数,且Di1<Di2;Ti为积分时间参数。4.根据权利要求3所述的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,中的主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)处理后的信号通过以下步骤计算得到:预设4个主蒸汽压力偏差阈值Dtp1、Dtp2、Dtp3、Dtp4和4个处理后的主蒸汽压力偏差中间常量预设的数值都为正数,且满足Dtp1<Dtp2<Dtp3<Dtp4,预设一个可调参数Ktp,Ktp为正数且其值大于1.0;根据Dtp1、Dtp2、Dtp3、Dtp4和Ktp,通过第三公式组计算主蒸汽压力偏差中间常量所述第三公式组为:然后根据第四公式计算信号:所述第四公式为:5.根据权利要求1所述的一种单元机组协调控制系统锅炉主控指令控制方法,其特征在于,所述根据获取到的数据计算获得锅炉主控指令的比例运算分量具体为:通过第五公式组计算锅炉主控指令的比例运算分量;所述第五公式组为:OUTkp=KpEpd;其中,Epd为比例微分运算偏差输入预处理运算f3(Etp)后的结果;Kpd为比例微分运算偏差输入预处理运算的增益参数;为主蒸汽压力偏差预处理运算f1(Etp)后的信号;Di1为预先设定的可调整的正数值的参...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱亚清万文军欧阳春明黄卫剑潘凤萍叶嘉俊
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:广东,44

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