一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法技术

本发明专利技术公开了一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法，涉及余热锅炉汽包水位控制技术，该方法步骤包括：步骤1：控制参数自适应模块将实际给水量输入至主控制器参数函数f1(x)和副控制器参数函数f2(x)，监测运行工况，获取主、副控制器的控制参数；步骤2：前馈回路自适应模块根据PV

【技术实现步骤摘要】
一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法


[0001]本专利技术涉及余热锅炉汽包水位控制技术，具体的，涉及一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法。

技术介绍

[0002]现在燃气电厂几乎都采用燃气
‑
蒸汽联合循环发电方式，以追求高发电效率。余热锅炉回收燃气轮机的余热，产生高压蒸汽，冲转汽轮机带动汽轮发电机组做做功。余热锅炉中一般有高压汽包、中压汽包、低压汽包水位，当其中一个水位过高和过低均会影响机组的安全，因此汽包水位是余热锅炉重要的控制参数之一。
[0003]目前余热锅炉的水位控制系统在启机、停机、低负荷、变负荷阶段一般以人工操作为主，只有在机组负荷稳定的情况下采用自动控制。采用的控制技术大多基于三冲量控制、PID串级控制等，实际运行过程中，只有在系统相对稳定的情况下实现自动控制。尤其是在出现虚假水位时，水位测量都会存在一定偏差。现有的控制方法难以实现余热锅炉汽包(汽包较小)水位的全程自动。
[0004]申请号为“CN201710457839.1”的专利公开了汽包锅炉启动阶段汽包水位控制方法及控制系统，虽然该系统可以控制汽包水位，但是该系统只能控制汽包锅炉启动时的汽包水位，不能实现锅炉汽包水位全程自动调节。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法。
[0006]一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：控制参数自适应模块将实际给水量输入至主控制器参数函数f1(x)和副控制器参数函数f2(x)，监测运行工况，获取主、副控制器的控制参数；
[0008]步骤2：前馈回路自适应模块根据PV
‑
SP值，生成7种液位模式，再根据不同的液位模式选择对应的前馈回路，前馈回路包括：FF1、FF2、FF3、FF4、FF5、FF6和FF7；
[0009]步骤3：执行机构流量特性自适应模块实时计算现有执行机构流量特性的偏差，当偏差出现次数时间和次数满足要求时，触发流量特性曲线生成机制，并将生成的曲线更新至现有的特性曲线中。
[0010]所述步骤1包括如下子步骤：
[0011]步骤11：根据对象的动态特性，通过经验整定，输出同一控制器不同阶段的Kp，Ti控制参数组，
[0012]汽包水位主控制器控制参数组：
[0013]C1＝{(Kp1,Ti1),(Kp2,Ti2),
…
,(Kp
n
,Ti
n
)}，n∈R，
[0014]n代表控制器中参数的个数，(Kp
n
,Ti
n
)代表不同阶段主控器比例和积分参数组；
[0015]汽包水位副控制器控制参数组：
[0016]C2＝{(Kp1,Ti1),(Kp2,Ti2),
…
,(Kp
n
,Ti
n
)}，n∈R，
[0017]n代表控制器中参数的个数，(Kp
n
,Ti
n
)代表不同阶段主控器比例和积分参数组；
[0018]步骤12：利用二次函数进行平滑控制器参数组C1和C2中的Kp，Ti与给水流量之间的对应函数：
[0019][0020]式中a2，a1，a0分别为待求系数，F
L
为给水流量，f(x)为在相应给水流量下的参数(Kp，Ti)；
[0021]步骤13：利用最小二乘拟合公式，计算a2，a1，a0的数值，计算公式为：
[0022]Y＝X*θ+E，
[0023]式中：X为n
×
k的矩阵，Y为n
×
1的列向量，θ为n
×
1的待求方程系数列向量，E为n
×
1的残差列向量，n为控制器参数的个数，k为待求方程系数的个数；
[0024]步骤14：令目标函数为：Q＝E
T
*E，求解θ的最小二乘估计：
[0025][0026]所述步骤2中的液位模式包括：
[0027]液位高危急：LVL_HHH；
[0028]液位高高：LVL_HH；
[0029]液位高：LVL_H；
[0030]液位正常：LVL_NORMAL；
[0031]液位低：LVL_L；
[0032]液位低低：LVL_LL；
[0033]液位低危急：LVL_LLL。
[0034]所述液位模式与前馈回路的关系为：
[0035]当触发液位高危急(LVL_HHH)时，前馈回路选择：
[0036][0037]当触发液位高高(LVL_HH)时，前馈回路选择：
[0038][0039]当触发液位高(LVL_H)时，前馈回路选择：
[0040][0041]当触发液位正常(LVL_NORMAL)时，前馈回路选择：
[0042][0043]当触发液位低(LVL_L)时，前馈回路选择：
[0044][0045]当触发液位低低(LVL_LL)时，前馈回路选择：
[0046][0047]当触发液位低危急(LVL_LLL)时，前馈回路选择：
[0048][0049]上述公式中，K
i1
，K
Ri
，K
i2
，K
0i
(i＝1，2，
…
7)为相关系数，K
i1
∈(
‑
3,3)，K
Ri
∈(
‑
300,300)，K
i2
∈(
‑
10,10)，K
0i
∈(
‑
15,15)；PV为汽包水位的测量值；SP为运行人员设定汽包水位的控制值。
[0050]所述步骤3包括如下子步骤：
[0051]步骤31：监测执行机构的指令Y
D
和实际给水流量F
L
的正常运行数据，实时计算现有执行机构流量特性的偏差，当|Y
D
‑
F
L
|的绝对值连续2分钟内大于2时，这样的情况出现3次，对现有的执行机构流量特性曲线进行修正；
[0052]步骤32：根据公式计算流量特性曲线y(x,w)：
[0053][0054]式中：x为实际给水流量，y为计算得到执行机构的指令，n为数据样本个数，w
n
代求多项式的系数；
[0055]误差函数为：
[0056][0057]式中：N为x样本个数；
[0058]目标优化函数：
[0059][0060]式中：N为x样本个数；
[0061]步骤33：根据步骤32中得到拟合的执行机构流量特性曲线y(x,w)，选择x＝{0，10，20，30，40，50，55，60，75，80，85，87，90，91，93，95，97，100}本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：控制参数自适应模块将实际给水量输入至主控制器参数函数f1(x)和副控制器参数函数f2(x)，监测运行工况，获取主、副控制器的控制参数；步骤2：前馈回路自适应模块根据PV
‑
SP值，生成7种液位模式，再根据不同的液位模式选择对应的前馈回路，前馈回路包括：FF1、FF2、FF3、FF4、FF5、FF6和FF7；步骤3：执行机构流量特性自适应模块实时计算现有执行机构流量特性的偏差，当偏差出现次数时间和次数满足要求时，触发流量特性曲线生成机制，并将生成的曲线更新至现有的特性曲线中。2.如权利要求1所述的一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法，其特征在于，所述步骤1包括如下子步骤：步骤11：根据对象的动态特性，通过经验整定，输出同一控制器不同阶段的Kp，Ti控制参数组，汽包水位主控制器控制参数组：C1＝{(Kp1,Ti1),(Kp2,Ti2),
…
,(Kp
n
,Ti
n
)}，n∈R，n代表控制器中参数的个数；(Kp
n
,Ti
n
)代表不同阶段主控器比例和积分参数组；汽包水位副控制器控制参数组：C2＝{(Kp1,Ti1),(Kp2,Ti2),
…
,(Kp
n
,Ti
n
)}，n∈R，n代表控制器中参数的个数；(Kp
n
,Ti
n
)代表不同阶段主控器比例和积分参数组；步骤12：利用二次函数进行平滑控制器参数组C1和C2中的Kp，Ti与给水流量之间的对应函数：式中a2，a1，a0分别为待求系数，F
L
为给水流量，f(x)为在相应给水流量下的参数(Kp，Ti)；步骤13：利用最小二乘拟合公式，计算a2，a1，a0的数值，计算公式为：Y＝X*θ+E，式中：X为n
×
k的矩阵，Y为n
×
1的列向量，θ为n
×
1的待求方程系数列向量，E为n
×
1的残差列向量，n为控制器参数的个数，k为待求方程系数的个数；步骤14：令目标函数为：Q＝E
T
*E，求解θ的最小二乘估计：3.如权利要求1所述的一种余热锅炉汽包水位全程自动控制的方法，其特征在于，所述步骤2中的液位模式包括：液位高危急：LVL_HH...

【专利技术属性】
技术研发人员：方军，梁海宁，炊健，张方，蔚伟，姜海明，郑瑞祥，周文宾，
申请(专利权)人：杭州华电半山发电有限公司，
类型：发明
国别省市：