燃气轮机控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种燃气轮机控制方法及系统，能够在不消除微分项的情况下避免常规PID控制器易使操作信号出现尖脉冲的现象。所述方法包括：获取燃气轮机的状态参数基准和实际的状态参数；将所述状态参数基准作为参考输入和所述实际的状态参数作为测量值，传输至预先建立的PID控制器，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；根据所述燃气轮机的燃料量控制所述燃气轮机的工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气轮机控制领域，具体涉及一种燃气轮机控制方法及系统。
技术介绍
应用于电厂的重型燃气轮机其控制手段主要包括燃料量和空气流量，主要为燃料量的控制，由于在燃机运行的不同阶段控制目标不同，主流的燃气轮机控制系统一般都采用最小值选择的方式选择不同的控制方案来实现不同的控制目标，除启动及停机外其他的控制方式都为闭环PID控制，如图1所示为现有的PID控制的结构框图，由图1易知下述的关系式： Y ( s ) R ( s ) = G c G p 1 + G c G p , ]]> Y ( s ) D ( s ) = G p 1 + G c G p , ]]> Y ( s ) N ( s ) = - G c G p 1 + G c G p , ]]>其中为控制器，Kp为控制器的比例作用系数，Ti为控制器的积分时间常数，Td为控制器的为微分时间常数，N(s)为噪声，D(s)为干扰，Y(s)为输出，R(s)为参考输入，Gp为被控制对象(根据PI控制器输出的燃料量，控制进入燃气轮机燃烧室的燃料量，从而控制燃气轮机的工作状态，比如转子速度，或者透平的排气温度，或者压气机压比等)。由于参考输入随压比、喘振边界、或者以一定速率变化，参考输入的频繁变化易造成操作量产生尖脉冲，比如，如果参考输入信号是阶跃信号，此时的控制器采用PID控制器，由于控制作用中存在导数项，所以操作变量中包含一个脉冲函数，即使在实际的PID控制器中使用(其中Td为微分时间，s为拉普拉斯算子，γ为变形的微分项系数)代替纯导数项Tds，当输入阶跃信号时操作信号中仍然会有一个尖脉动函数，这种定点冲击是在燃机控制中不希望出现的情况，所以主流燃机控制系统的各个控制方式都去掉了微分控制即D控制，即实际的控制方式包括转速PI控制、温度PI控制、压比PI控制等。这种一刀切的做法将微分项的缺陷避开，但同时将微分项超前调节的优点也丢弃掉了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种燃气轮机控制方法及系统，能够在不消除微分项的情况下避免常规PID控制器使操作信号出现尖脉冲的情况。为此目的，本专利技术提出一种燃气轮机控制方法，包括：获取燃气轮机的状态参数基准和实际的状态参数；将所述状态参数基准作为参考输入和所述实际的状态参数作为测量值，传输至预先建立的PID控制器，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；根据所述燃气轮机的燃料量控制所述燃气轮机的工作状态。另一方面，本实施例公开一种燃气轮机控制系统，包括：状态参数采集传感器、减法器、PID控制器和执行器；其中，所述状态参数采集传感器，用于采集燃气轮机实际的状态参数；所述减法器，用于将预先存储的燃气轮机的状态参数基准与所述燃气轮机实际的状态参数进行减法运算；所述PID控制器，用于对所述减法运算的结果进行计算，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；所述执行器，用于根据所述燃气轮机的燃料量执行相应的操作，对所述燃气轮机的燃料量进行控制，以控制所述燃气轮机的工作状态。本专利技术实施例所述的燃气轮机控制方法及系统，通过在在前向通道中去掉微分项，在反馈通道中加入微分项，相当于在PID控制器的前面参考输入端加入了滤波环节，以应对参考输入的频繁突然变化，从而能够在不消除微分项的情况下避免常规PID控制器使操作信号出现尖脉冲。附图说明图1为现有的PID控制器结构框图；图2为本专利技术燃气轮机控制方法一实施例的流程示意图；图3为本专利技术燃气轮机控制方法另一实施例中PID控制器结构框图；图4为本专利技术燃气轮机控制方法又一实施例中PID控制器结构框图；图5为本专利技术燃气轮机控制系统一实施例的方框结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2所示，本实施例公开一种燃气轮机控制方法，包括：S1、获取燃气轮机的状态参数基准和实际的状态参数；S2、将所述状态参数基准作为参考输入和所述实际的状态参数作为测量值，传输至预先建立的PID控制器，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；S3、根据所述燃气轮机的燃料量控制所述燃气轮机的工作状态。本专利技术实施例的燃气轮机控制方法，通过在在前向通道中去掉微分项，在反馈通道中加入微分项，相当于在PID控制器的前面参考输入端加入了滤波环节，以应对参考输入的频繁突然变化，从而能够在不消除微分项的情况下避免常规PID控制器使操作信号出现尖脉冲。可选地，在本专利技术燃气轮机控制方法的另一实施例中，所述PID控制器的比例控制位于前向通道中。可选地，参看图3，在本专利技术燃气轮机控制方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机控制方法，其特征在于，包括：获取燃气轮机的状态参数基准和实际的状态参数；将所述状态参数基准作为参考输入和所述实际的状态参数作为测量值，传输至预先建立的PID控制器，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；根据所述燃气轮机的燃料量控制所述燃气轮机的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机控制方法，其特征在于，包括：获取燃气轮机的状态参数基准和实际的状态参数；将所述状态参数基准作为参考输入和所述实际的状态参数作为测量值，传输至预先建立的PID控制器，得到燃气轮机的燃料量；其中，所述PID控制器的积分控制位于前向通道中，微分控制位于反馈通道中；根据所述燃气轮机的燃料量控制所述燃气轮机的工作状态。2.根据权利要求1所述的燃气轮机控制方法，其特征在于，所述PID控制器的比例控制位于前向通道中。3.根据权利要求2所述的燃气轮机控制方法，其特征在于，所述PID控制器的微分控制的输入为实际的状态参数与噪声之和，所述PID控制器的比例控制的输入和积分控制的输入为燃气轮机的状态参数基准与所述微分控制的输入之差，所述比例控制的输出和积分控制的输出之和与所述微分控制的输出进行减法运算的结果为所述燃气轮机的燃料量。4.根据权利要求1所述的燃气轮机控制方法，其特征在于，所述PID控制器的比例控制位于反馈通道中。5.根据权利要求4所述的燃气轮机控制方法，其特征在于，所述PID控制器的比例控制的输入和微分控制的输入为实际的状态参数与噪声之和，所述PID控制器的积分控制的输入为燃气轮机的状态参数基准与所述微分控制的输入之差，所述积分控制的输出，与所述比例控制的输出和所述微分控制的输出之和进行减法运算的结果为所述燃气轮机的燃料量。6.根据权利要求1所述的燃气轮机控制方法，其特征在于，所述燃气轮机的状态参数基准为转子的转速基准，实际的状态参数为转子的实际转速；或者所述燃气轮机的状态参数基准为透平的排气温度基准，实际的状态参数为透平的实际排气温度；或者所述燃气轮机的状态参数基准为压气机的压比基准，实际的状态参数为压气机的实际压比。7.一种燃气轮机控制系统，其特征在于，包括：状...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾，
申请(专利权)人：北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11