一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统，包括：获取蒸汽发生器给水系统的输入量参数和输出量参数；基于输入量参数和输出量参数获得第一传递函数矩阵；根据解耦后输出量参数获取蒸汽发生器给水系统的等效输入量参数，基于等效输入量参数与输出量参数获得第二传递函数矩阵；判定第一传递函数矩阵是否可逆，基于第一传递函数矩阵的逆阵和第二传递函数矩阵获得前馈矩阵；将前馈矩阵应用于待解耦的给水系统，从而实现蒸汽发生器给水流量的解耦控制。本发明专利技术将多输入多输出的蒸汽发生器的给水系统解耦为多个单输入单输出系统从而分别实施控制，可大幅缩短给水调节时间、改善动态响应性能，为蒸汽发生器的控制奠定基础。控制奠定基础。控制奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电厂动力系统的控制
，具体涉及一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统。

技术介绍

[0002]蒸汽发生器是电厂动力系统的主要设备之一，其主要功能是把一回路反应堆产生的热量传递给二回路给水，使二回路给水变为一定温度和压力的蒸汽。在自然循环蒸汽发生器的运行过程中，需要控制自然循环蒸汽发生器的水位在一定范围内，如果蒸汽发生器水位过低则会影响动力系统的运行安全性和蒸汽发生器的传热性能，如果水位过高则导致汽水分离效果差，损害蒸汽发生器中汽轮机叶片的寿命。因此，实际运行过程中，通常将给水流量调节作为维持蒸汽发生器水位处于设定高度的控制手段，即通过增大或减小蒸汽发生器的给水流量来维持蒸汽发生器水位以防其过高或过低。因此，需要通过给水调节系统确保蒸汽发生器的水位控制性能是非常重要的。
[0003]然而，上述给水调节系统是以给水阀开度、给水泵转速为输入，给水集管与蒸汽集管间的压差、给水流量为输出，形成的两输入两输出的耦合系统，两个输入参数和两个输出参数之间是互相影响的。正是由于这种系统的耦合特性才导致给水流量的调节时间长、动态性能差。急需实现蒸汽发生器给水流量的解耦控制，从根本上提高给水流量的动态响应性能，为实现优良的蒸汽发生器的水位控制性能奠定基础。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统，通过在蒸汽发生器的给水系统前端串接解耦控制模块将多输入多输出的给水系统进行解耦，使得调节阀出口的给水流量仅受等效调节阀开度的影响，从而解决一般控制模式下给水泵电机转速和调节阀开度彼此耦合，导致蒸汽发生器的给水流量调节时间长、动态响应性能差的问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术第一方面，提供一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法，所述方法包括：
[0006]获取所述蒸汽发生器给水系统的输入量参数和输出量参数；通过模型辨识的方法，基于所述输入量参数和输出量参数获得第一传递函数矩阵；
[0007]根据解耦后输出量参数获取所述蒸汽发生器给水系统的等效输入量参数，基于所述等效输入量参数与输出量参数获得第二传递函数矩阵；
[0008]判定第一传递函数矩阵是否可逆，如果可逆则满足解耦条件，基于所述第一传递函数矩阵的逆阵和第二传递函数矩阵获得前馈矩阵；
[0009]将所述前馈矩阵应用于待解耦的给水系统，从而实现所述蒸汽发生器给水流量的解耦控制。
[0010]进一步地，所述获得所述蒸汽发生器给水系统的输入量参数和输出量参数包括：
[0011]获得所述给水系统中给水阀开度、给水泵转速作为输入量参数；
[0012]获得所述给水系统中给水集管与蒸汽集管间压差、给水流量作为输出量参数。
[0013]进一步地，所述通过模型辨识的方法，基于所述输入量参数和输出量参数获得传递函数矩阵包括：
[0014]通过实验进行模型辨识分别建立给水集管与蒸汽集管间压差对给水阀开度的传递函数G(s)、给水流量对给水阀开度的传递函数G(s)、给水集管与蒸汽集管间压差对给水泵转速的传递函数G(s)、给水流量对给水泵转速的传递函数 G(s)；
[0015]获得第一传递函数矩阵
[0016]进一步地，所述根据解耦后输出量参数获取所述蒸汽发生器给水系统的等效输入量参数包括：
[0017]根据预设的解耦后水集管与蒸汽集管间参考压差获得等效给水泵转速；根据预设的解耦后给水参考流量获得等效给水阀开度；
[0018]将所述等效给水泵转速、等效给水阀开度作为等效输入量参数。
[0019]进一步地，所述基于所述等效输入量参数与输出量参数获得第二传递函数矩阵包括：
[0020]分别建立水集管与蒸汽集管间压差对等效给水泵转速的传递函数W
11
(s)、给水流量对等效给水阀开度的传递函数W
22
(s)；
[0021]获得第二传递函数矩阵
[0022]进一步地，所述前馈矩阵为
[0023]其中，为第一传递函数矩阵的逆阵，W(s)为第二传递函数矩阵。
[0024]按照本专利技术第二方面，提供一种使用如上所述的用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法的系统，所述系统包括第一控制器、第二控制器、解耦控制模块；所述第一、第二控制器分别与所述解耦控制模块通信连接，所述解耦控制模块与所述蒸汽发生器给水系统进行控制连接；其中，
[0025]所述第一控制器用于接收预设的解耦后水集管与蒸汽集管间参考压差信号，并输出等效给水泵转速信号；
[0026]所述第二控制器用于接收预设的解耦后给水参考流量信号，并输出等效给水阀开度信号；
[0027]所述解耦控制模块用于接收所述等效给水泵转速信号和等效给水阀开度信号建立前馈矩阵，基于所述前馈矩阵输出解耦后水集管与蒸汽集管间压差信号和解耦后给水流量信号，从而对所述给水系统进行解耦控制。
[0028]进一步地，所述解耦控制模块包括前馈补偿器和待解耦给水控制器；其中，
[0029]所述前馈补偿器用于接收所述等效给水泵转速信号和等效给水阀开度信号建立前馈矩阵；
[0030]待解耦给水控制器基于所述前馈矩阵，以使所述给水流量仅受等效给水阀开度的
控制，给水集管与蒸汽集管间压差仅受等效给水泵转速的控制，从而实现给水系统的解耦。
[0031]按照本专利技术第三方面，提供一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
[0032]按照本专利技术第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
[0033]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0034]本专利技术提供了一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法及系统，主要针对蒸汽发生器给水系统中给水阀开度和给水泵转速共同作用下给水集管与蒸汽集管间压差与给水流量的耦合问题，并通过在原系统前串接解耦控制模块，将多输入多输出的给水系统进行解耦，使得调节阀出口的给水流量仅受等效调节阀开度的影响，进而能够将其作为单输入单输出系统实施控制，从而可以大幅缩短给水调节时间、改善动态响应性能，为蒸汽发生器的水位控制性能的提升奠定基础。
附图说明
[0035]图1为现有电厂蒸汽发生器的给水系统结构示意图；
[0036]图2为现有给水系统解耦前输入量、输出量及相互传动关系原理示意图；
[0037]图3为按照本专利技术实现的解耦后输入量、输出量及相互传动关系原理示意图；
[0038]图4为按照本专利技术实现的用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制系统结构示例图；
[0039]图5为按照本专利技术实现的用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电厂蒸汽发生器给水系统的解耦控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述蒸汽发生器给水系统的输入量参数和输出量参数；基于所述输入量参数和输出量参数获得第一传递函数矩阵；根据解耦后输出量参数获取所述蒸汽发生器给水系统的等效输入量参数，基于所述等效输入量参数与输出量参数获得第二传递函数矩阵；判定所述第一传递函数矩阵是否可逆，如果可逆则满足解耦条件，基于所述第一传递函数矩阵的逆阵和第二传递函数矩阵获得前馈矩阵；将所述前馈矩阵应用于待解耦的给水系统，从而实现所述蒸汽发生器给水流量的解耦控制。2.根据权利要求1所述的用于电厂蒸汽发生器给水系统的控制方法，其特征在于，所述获得所述蒸汽发生器给水系统的输入量参数和输出量参数包括：获得所述给水系统中给水阀开度、给水泵转速作为输入量参数；获得所述给水系统中给水集管与蒸汽集管间压差、给水流量作为输出量参数。3.根据权利要求2所述的用于电厂蒸汽发生器给水系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述输入量参数和输出量参数获得传递函数矩阵包括：通过实验进行模型辨识分别建立给水集管与蒸汽集管间压差对给水阀开度的传递函数G
11
(s)、给水流量对给水阀开度的传递函数G
21
(s)、给水集管与蒸汽集管间压差对给水泵转速的传递函数G
12
(s)、给水流量对给水泵转速的传递函数G
22
(s)；获得第一传递函数矩阵4.根据权利要求1所述的用于电厂蒸汽发生器给水系统的控制方法，其特征在于，所述根据解耦后输出量参数获取所述蒸汽发生器给水系统的等效输入量参数包括：根据预设的解耦后水集管与蒸汽集管间参考压差获得等效给水泵转速；根据预设的解耦后给水参考流量获得等效给水阀开度；将所述等效给水泵转速、等效给水阀开度作为等效输入量参数。5.根据权利要求4所述的用于电厂蒸汽发生器给水系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述等效输入量参数与输出量参...

【专利技术属性】
技术研发人员：李献领，周宏宽，邱志强，柯志武，陶模，陈朝旭，冯毅，郑伟，林原胜，张克龙，赵振兴，代路，吴君，李勇，柯汉兵，
申请(专利权)人：武汉第二船舶设计研究所中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：