本发明专利技术公开了一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法及系统，包括：第一加法器、第二加法器、PID控制器和被控对象依次串联连接，被控对象的输出端与第三加法器的第一输入端连接；所述对象模型的一端连接在PID控制器和被控对象之间，另一端与第三加法器的第二输入端连接；所述第三加法器的输出端与第一加法器连接；本发明专利技术有益效果：保留了原有的PID控制器，本控制方法仅消除了大滞后性对原有控制方案稳定性的影响，不影响其原有控制性能，可以通过调整PID控制器参数获得满意的调节指标。经过补偿后，纯滞后环节在闭环回路外，这样就消除了纯滞后环节对系统稳定性的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及火电机组SCR烟气脱硝系统喷氨自动调节
，尤其设及一种消 除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法及系统。
技术介绍
随着环保要求越来越严格，大型火电机组的烟气排放质量受到广泛关注。在烟气 脱硝中，较多使用选择性催化还原(SCR)方法。 某火电机组SCR烟气脱硝系统如图1所示。喷氨量通过一个流量控制阀控制，与稀 释空气混合后在炉内喷氨格栅上喷射，与炉内烟气充分混合后，进入反应区，在催化剂的作 用下发生选择性催化反应，将烟气中的N0X转化为无害的氮气和水蒸气，达到烟气洁净目 的。在SCR烟气脱硝系统中，喷氨自动调节非常重要。喷氨过少会造成NOx排放超标，喷氨过 量则导致运行成本浪费。因此，如何精准的控制喷氨量对机组安全性和经济性均有重要意 义。 由于装置系统庞大、化学反应时间长，喷氨脱硝系统具有大滞后性的特点。图2为 工业现场常用的喷氨自动控制回路。 喷氨自动控制系统中，PID控制器的传递函数为C(s)，被控对象传递函数为P(s)， 被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数为P(.v)，被控对象纯滞后部分的传递函数为 e-0%巧句二衣(句6-气整个控制系统的闭环传递函数为由此可W看出，系统特征方程中含有纯滞后环节，它会降低系统的稳定性，目前工 业控制方案90%W上采用PID控制，难W克服其滞后特性。因此，有必要设计更优的自动控 制系统严格控制好喷氨量大小。
技术实现思路
[000引为了解决上述问题，本专利技术提出了一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方 法及系统，该方法及系统通过构建对象模型对单回路PID方案进行补偿，消除了对象纯滞后 性对调节性能的影响，且此方案可用常见工业模块搭建，易于工程实现。 为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下： -种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法，包括：[001。 （ 1)PID控制器根据出口NOx设定值向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根据接 收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOx测量值； (2)PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块和一阶滞后模块后，产生控制 信号S1; PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块后， 输出值与出口的NOx测量值做差后，产生控制信号S2;(3)出口NOx设定值与控制信号S2做差后，得到第一控制输入信号ri;[001引（4)第一控制输入信号ri与控制信号S1做差后，得到第二控制输入信号η; (5)PID控制器根据第二控制输入信号η向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根 据接收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOx测量值； (6)返回步骤(2)实现循环闭环控制。所述比例模块的函数表达式具体为K，一阶滞后模块的函数表达式具体为 1 +巧度 纯滞后模块的函数表达式具体为。 -种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法的系统，包括:第一加法器、第二 加法器、PID控制器、被控对象、第Ξ加法器W及对象模型； 所述第一加法器、第二加法器、PID控制器和被控对象依次串联连接，被控对象的 输出端与第Ξ加法器的第一输入端连接;所述对象模型的一端连接在PID控制器和被控对 象之间，另一端与第Ξ加法器的第二输入端连接;所述第Ξ加法器的输出端与第一加法器 连接； 所述对象模型包括:依次串联连接的比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块;所述 一阶滞后模块的输出端连接至第二加法器。 所述第一加法器的输入值分别为出口NOx设定值和第Ξ加法器的输出值。所述PID控制器的输出为喷氨量指令，作用于被控对象，被控对象进行化学反应 后，生成出口的NOx。本专利技术的有益效果：(1)经过补偿后，纯滞后环节在闭环回路外，运样就消除了纯滞后环节对系统稳定 性的影响。(2)保留了原有的PID控制器，本控制方法仅消除了大滞后性对原有控制方案稳定 性的影响，不影响其原有控制性能，可W通过调整PID控制器参数获得满意的调节指标。(3)易于工程实现，构建对象模型的Ξ个模块:比例作用K、一阶滞后模块Lag、和纯 滞后模块Delay在工业现场的分散控制系统中均能够得到产品化的模块，可直接调用搭建。【附图说明】[002引图1是火电机组SCR烟气脱硝系统结构示意图；图2是传统的喷氨自动控制原理图；图3是本专利技术的消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细说明： -种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法，它的步骤为：(l)PID控制器根据出口NOx设定值向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根据接 收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOx测量值；(2)PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块和一阶滞后模块后，产生控制 信号SI; PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块后， 输出值与出口的NOx测量值做差后，产生控制信号S2; (3)出口NOx设定值与控制信号S2做差后，得到第一控制输入信号ri; (4)第一控制输入信号ri与控制信号S1做差后，得到第二控制输入信号η;送入PID 控制器进行运算； (5)PID控制器根据第二控制输入信号η向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根 据接收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOx测量值； (6)返回步骤(2)实现循环闭环控制。构建对象模型，由Ξ个模块组成：比例作用K，一阶滞后模块Lag,和纯滞后模块 Delay。对象模型主要设及Ξ个参数：比例系数K，一阶滞后时间常数Ti，和纯滞后时间常数 T2;运Ξ个参数和现场设备特性有关，可根据实际情况调整。 -种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制系统，包括:第一加法器、第二加法 器、PID控制器、被控对象、第Ξ加法器W及对象模型；第一加法器、第二加法器、PID控制器和被控对象依次串联连接，被控对象的输出 端与第Ξ加法器的第一输入端连接;所述对象模型的一端连接在PID控制器和被控对象之 间，另一端与第Ξ加法器的第二输入端连接;所述第Ξ加法器的输出端与第一加法器连接；对象模型包括:依次串联连接的比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块;所述一阶 滞后模块的输出端连接至第二加法器。第一加法器的输入值分别为出口NOx设定值和第Ξ加法器的输出值。PID控制器的 输出为喷氨量指令，作用于被控对象，被控对象进行化学反应后，生成出口的NOx。该喷氨自动控制系统的闭环传递函数为由上式可W看出，经过补偿后，纯滞后环节在闭环回路外，运样就消除了纯滞后环 节对系统稳定性的影响。拉氏变换的位移定理说明仅仅将控制作用在时间座标上推移 了一个时间Θ，而控制系统的过渡过程及其它性能指标都与对象特性为两Λ)时完全相同。 [004引上述虽然结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本专利技术保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围W内。【主权项】1. 一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法，其特征是，包括： (1) PID控制器根据出口 NOx设定值向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根据接收到的 喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOx测量值； (2) PID控制器输出的喷氨本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法，其特征是，包括：(1)PID控制器根据出口NOX设定值向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根据接收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOX测量值；(2)PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块和一阶滞后模块后，产生控制信号s1；PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块后，输出值与出口的NOX测量值做差后，产生控制信号s2；(3)出口NOX设定值与控制信号s2做差后，得到第一控制输入信号r1；(4)第一控制输入信号r1与控制信号s1做差后，得到第二控制输入信号r2；(5)PID控制器根据第二控制输入信号r2向被控对象输出喷氨量指令，被控对象根据接收到的喷氨量指令进行化学反应后，得到出口的NOX测量值；(6)返回步骤(2)实现循环闭环控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，林波，李军，李克雷，韩英昆，于庆彬，庞向坤，姚常青，周长来，孟祥荣，李昌卫，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，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
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