一种锅炉输入动态加速指令的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锅炉输入动态加速指令的计算方法及系统，其技术方案包括：1）将机组负荷指令的微分乘以其修正值并进行上下限限幅；2）将机组目标负荷与负荷指令差值的绝对值除以负荷变化速率后经函数f(x)再经速率限制后乘以步骤1）的输出；3）利用负荷变化速率的函数f1(x)乘以步骤2）的输出；4）将变负荷起始时刻机组目标负荷与负荷指令差值的绝对值经函数f2(x)后乘以步骤3）的输出；5）利用机组负荷指令的函数f3(x)乘以步骤4）的输出并进行上下限限幅后获取最终的BIR计算值。本发明专利技术能够避免在机组小幅加减负荷时BIR波动，自适应性好，可防止超调，有利于机组被控参数的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉输入动态加速指令的计算方法及系统
本专利技术涉及火力发电机组自动控制技术，具体涉及一种锅炉输入动态加速指令的计算方法及系统，用于实现对火力发电机组的自动控制。
技术介绍
锅炉输入动态加速指令（BoilerInputRate：简称BIR）的主要功能是火电单元机组在处于协调控制模式下，为了满足机组在负荷快速变化时各子控制系统（如燃料控制系统、给水控制系统、送风控制系统等）的动态平衡而施加于各子控制回路的一种控制量。BIR只在机组进行变负荷的动态过程中有效，在稳态工况下不发生作用。在机组处于稳态工况下，锅炉输入的静态平衡由与其相关的各子控制回路来维持。但在负荷快速变化时，仅靠各子控制回路的静态平衡调节作用还远远不够。因此，就要根据机组所处的运行状态计算出所需求的锅炉输入动态加速指令，并将其作为前馈信号加到各子控制回路上，加速锅炉对负荷指令的响应速度。在工程应用中，锅炉输入动态加速指令（以下简称BIR）的计算方法多种多样，常见的问题主要有：无论负荷变化量是多少，计算出的BIR总为一定值，导致小幅变负荷时BIR的计算值偏大，大幅变负荷时BIR的计算值偏小；当机组负荷变化速率不同时，计算出的BIR值却相同，导致负荷变化速率较低时BIR值增加过快，反之则BIR值增加过慢；当变负荷过程结束时，BIR值才开始恢复至零，导致被控参数出现明显的过调现象。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种锅炉输入动态加速指令的计算方法及系统。本专利技术能够避免在机组小幅加减负荷时锅炉输入动态加速指令的波动；锅炉输入动态加速指令的计算结果与负荷变化速率及负荷需求变化量成正比关系，具有一定的自适应性；当机组负荷指令接近目标负荷时，锅炉输入动态加速指令能够提前结束，有效减弱了机组被控参数的超调；当遇到机组连续反向变负荷的工况时，锅炉输入动态加速指令能够立即随之进行反向调整，有利于机组被控参数的稳定。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种锅炉输入动态加速指令的计算方法，实施步骤包括：1）获取机组负荷指令的微分，将机组负荷指令的微分乘以预设的修正值后，并对乘以预设的修正值得到的结果进行上下限限幅处理；2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差值计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值；3）将负荷变化速率经预设的函数f1(x)得到第二修正系数，再将第二修正系数乘以步骤2）的输出值；4）获取变负荷起始时刻机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差异依次经过计算绝对值、经预设的函数f2(x)处理得到第三修正系数，再将第三修正系数乘以步骤3）的输出值；5）将步骤4）的输出值经预设的函数f3(x)处理得到第四修正系数，再将第四修正系数进行上下限限幅，得到锅炉输入动态加速指令BIR的最终值。优选地，步骤1）中获取机组负荷指令的微分具体是指将机组负荷指令、机组负荷指令经惯性环节处理后的值两者相减，得到机组负荷指令的微分结果。优选地，步骤1）中预设的修正值为与惯性环节的惯性特性反相关的正数。优选地，步骤1）中进行上下限限幅处理时，上、下限值分别为具有相同幅值的正、负数。优选地，步骤2）中预设的函数f(x)为用于在变负荷过程即将结束时提前将锅炉输入动态加速指令BIR的值减小至0的折线函数，其输入值为计算出的距变负荷结束的剩余时间、输出值为第一修正系数。优选地，步骤3）中预设的函数f1(x)为用于将锅炉输入动态加速指令BIR和机组负荷变化速率自动调整保持正比关系的折线函数，其输入值为设定的负荷变化速率、输出值为第二修正系数。优选地，步骤4）中预设的函数f2(x)为用于在负荷变化量小于或等于预设阈值时使得锅炉输入动态加速指令BIR不起作用的折线函数，其输入值为目标负荷与负荷指令的差值、输出值为第三修正系数。优选地，步骤5）中预设的函数f3(x)为用于随着火力发电机组处于不同的负荷点时对锅炉输入动态加速指令BIR的输出值进行修正的折线函数，其输入值为机组负荷指令、输出值为第四修正系数。本专利技术还提供一种锅炉输入动态加速指令的计算系统，包括计算机设备，所述计算机设备被编程以执行本专利技术锅炉输入动态加速指令的计算方法的步骤。和现有技术相比，本专利技术具有下述有益效果：1、本专利技术通过步骤4）获取变负荷起始时刻机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差值依次经过计算绝对值、经预设的函数f2(x)处理得到第三修正系数，再将第三修正系数乘以步骤3）的输出值，可防止在小幅往复变负荷时被调量的过分波动。2、本专利技术通过步骤2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差异计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值，以及步骤3）将负荷变化速率经预设的函数f1(x)得到第二修正系数，再将第二修正系数乘以步骤2）的输出值，使得锅炉输入动态加速指令BIR的计算值与负荷变化速率、负荷变化量成正比关系，具有一定的自适应能力。3、本专利技术通过步骤2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差异计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值，使得当变负荷过程即将结束时，锅炉输入动态加速指令BIR的作用能够提前结束，有效减弱被控参数的过调现象。4、本专利技术通过步骤1）获取机组负荷指令的微分，将机组负荷指令的微分乘以预设的修正值后，并对乘以预设的修正值得到的结果进行上下限限幅处理，通过微分环节使得在遇到连续反向变负荷时，锅炉输入动态加速指令BIR能够立即随之反向作用，有利于被控参数的稳定。附图说明图1为本专利技术实施例一方法的基本流程示意图。图2为本专利技术实施例一中BIR计算方法的SAMA图。图3为本专利技术实施例一中函数f(x)的折线图。图4为本专利技术实施例一中机组变负荷过程中机组负荷指令及BIR计算值曲线。图5为本专利技术实施例二中机组变负荷过程中机组负荷指令及BIR计算值曲线。具体实施方式实施例一：本实施例中机组负荷变化过程为500MW→550MW→560MW→550MW→540MW，在500MW→550MW区间变负荷速率为10MW/min，锅炉输入动态加速指令BIR的计算输出值为需要增加的煤量指令。如图1和图2所示，本实施例锅炉输入动态加速指令的计算方法的实施步骤包括：1）获取机组负荷指令的微分，将机组负荷指令的微分乘以预设的修正值后，并对乘以预设的修正值得到的结果进行上下限限幅处理；2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差值计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值；3）将负荷变化速率经预设的函数f1(x)得到第二修正系数，再将第二修正系数乘以步骤2）的输出值；4）获取变负荷起始时刻机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉输入动态加速指令的计算方法，其特征在于实施步骤包括：1）获取机组负荷指令的微分，将机组负荷指令的微分乘以预设的修正值后，并对乘以预设的修正值得到的结果进行上下限限幅处理；2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差值计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值；3）将负荷变化速率经预设的函数f1(x) 得到第二修正系数，再将第二修正系数乘以步骤2）的输出值；4）获取变负荷起始时刻机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差异依次经过计算绝对值、经预设的函数f2(x)处理得到第三修正系数，再将第三修正系数乘以步骤3）的输出值；5）将步骤4）的输出值经预设的函数f3(x)处理得到第四修正系数，再将第四修正系数进行上下限限幅，得到锅炉输入动态加速指令BIR的最终值。

【技术特征摘要】
1.一种锅炉输入动态加速指令的计算方法，其特征在于实施步骤包括：1）获取机组负荷指令的微分，将机组负荷指令的微分乘以预设的修正值后，并对乘以预设的修正值得到的结果进行上下限限幅处理；2）获取机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差值计算绝对值后除以负荷变化速率得到距变负荷结束的剩余时间，再将得到的距变负荷结束的剩余时间经预设的函数f(x)处理得到第一修正系数，再将第一修正系数进行速率限制后再乘以步骤1）的输出值；3）将负荷变化速率经预设的函数f1(x)得到第二修正系数，再将第二修正系数乘以步骤2）的输出值；4）获取变负荷起始时刻机组目标负荷与负荷指令之间的差值，将得到的差异依次经过计算绝对值、经预设的函数f2(x)处理得到第三修正系数，再将第三修正系数乘以步骤3）的输出值；5）将步骤4）的输出值经预设的函数f3(x)处理得到第四修正系数，再将第四修正系数进行上下限限幅，得到锅炉输入动态加速指令BIR的最终值。2.根据权利要求1所述的锅炉输入动态加速指令的计算方法，其特征在于，步骤1）中获取机组负荷指令的微分具体是指将机组负荷指令、机组负荷指令经惯性环节处理后的值两者相减，得到机组负荷指令的微分结果。3.根据权利要求1所述的锅炉输入动态加速指令的计算方法，其特征在于，步骤1）中预设的修正值为与惯性环节的惯性特性反相关的正数。4.根据权利要求1所述的锅炉输入动态加速指令的计算方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志杰，刘武林，陈厚涛，刘复平，
申请(专利权)人：湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43