过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统技术方案

本申请公开了一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统，通过利用输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；利用正向超前信号提取单元，提取目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；利用负向超前信号提取单元，提取目标过程号中下降趋势的第二超前信号；利用加法器，对第一超前信号和第二超前信号进行加法运算，得到输入信号的目标超前信号。本申请的过程超前提取器通过输入微分器使控制过程的控制信号转换为微分信号，再利用正向超前信号提取单元和负向超前信号提取单元，实现过程信号的双向超前信号提取，以使过程信号输出时间缩短，有效抑制信号偏差问题。同时将该过程超前提取器用于构建火电机组的脱硝控制系统，增强控制效果。强控制效果。强控制效果。

【技术实现步骤摘要】
过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统


[0001]本申请涉及火电机组过程控制
，尤其涉及一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统。

技术介绍

[0002]燃煤火电机组的脱硝控制系统用于脱除锅炉排放烟气中的氮氧化物(NO
X
)。目前，在脱销过程中，采用基于工程最速积分器(Engineering fastest integrator，EFI)的工程最速比例积分控制器(Engineering fastest proportional
‑
integral，EFPI)运用于脱硝控制系统，能够对减小NO
X
的实际脱除量与标准给定量之间的偏差起到一定作用，但是EFPI依旧无法更好地减小NO
X
偏差。因此，在EFPI基础上开发出一些有效减小脱销过程的NO
X
偏差的辅助方法非常重要。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统，以能够辅助EFPI更好的减小脱硝过程的NOX偏差，提高脱硝控制系统的脱硝控制效果。
[0004]为了解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种过程信号的超前信号提取方法，应用于过程超前提取器，所述过程超前提取器包括输入微分器、正向超前信号提取单元、负向超前信号提取单元和加法器，所述方法包括：
[0005]利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；
[0006]利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；
[0007]利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；
[0008]利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。
[0009]作为优选，所述输入信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号。
[0010]作为优选，所述利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号，包括：
[0011]利用所述输入微分器，将所述输入信号中的上升趋势转换为正极偏差信号，将所述输入信号中的下降趋势转换为负极偏差信号，所述正极偏差信号和所述负极偏差信号组成所述目标偏差信号，所述输入微分器为：
[0012][0013]其中，IND(s)为输入微分器的传递函数，T
IND
为微分时间常数，s为拉普拉斯算子。
[0014]作为优选，所述正向超前信号提取单元包括第一正反馈环节、第一加速器、第一限幅器、第一微分器和正向输出控制器，所述利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标
偏差信号中上升趋势的第一超前信号，包括：
[0015]利用所述第一正反馈环节，控制所述第一加速器进行加速；
[0016]利用所述第一加速器，对所述目标偏差信号中的正极偏差信号进行加速，得到第一加速信号；
[0017]利用所述第一限幅器，对所述第一加速信号进行限幅，得到第一限幅信号；
[0018]利用所述第一微分器，对所述第一限幅信号进行信号转换，得到第一微分输出信号；
[0019]利用所述正向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标正极信号，所述目标正极信号为所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号。
[0020]作为优选，所述第一加速器为：
[0021][0022]其中，IA(s)为所述第一加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，T
IA
为所述第一加速器的积分时间常数；
[0023]所述第一限幅器为：
[0024][0025]其中，IA(t)为所述第一加速器的的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
[0026]所述第一微分器为：
[0027][0028]其中，DA(s)为所述第一微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，T
DA
为所述第一微分器的微分时间常数，K
DA
为所述第一微分器的微分增益；
[0029]所述正向输出控制器为：
[0030][0031]其中，FOC(t)为所述正向输出控制器的输出信号，DA(t)为所述第一微分器的输出信号。
[0032]作为优选，所述负向超前信号提取单元包括第二正反馈环节、第二加速器、第二限幅器、第二微分器和负向输出控制器，所述利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号，包括：
[0033]利用所述第二正反馈环节，控制所述第二加速器进行加速；
[0034]利用所述第二加速器，对所述目标偏差信号中的负极偏差信号进行加速，得到第二加速信号；
[0035]利用所述第二限幅器，对所述第二加速信号进行限幅，得到第二限幅信号；
[0036]利用所述第二微分器，对所述第二限幅信号进行信号转换，得到第二微分输出信
号；
[0037]利用所述负向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标负极信号，所述目标负极信号为所述目标偏差信号中下降趋势的第二超前信号。
[0038]作为优选，所述第二加速器为：
[0039][0040]其中，IB(s)为所述第二加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，T
IB
为所述第二加速器的积分时间常数；
[0041]所述第二限幅器为：
[0042][0043]其中，IB(t)为第二加速器的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
[0044]所述第二微分器为：
[0045][0046]其中，DB(s)为所述第二微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，T
DB
为所述第二微分器的微分时间常数，K
DB
为所述第二微分器的微分增益；
[0047]所述负向输出控制器为：
[0048][0049]其中，NOC(t)为所述负向输出控制器的输出信号，DB(t)为所述第二微分器的输出信号。
[0050]第二方面，本申请还提供一种脱硝控制系统，包括控制器，所述控制器包括工程最速比例积分控制器和如第一方面所述的过程超前提取器，所述工程最速比例积分器的输入信号和所述过程超前提取器的输入信号为过程信号，所述过程信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号，所述控制器为：
[0051]C(s)＝EFPI(s)+PLO(s)；
[0052]其中，C(s)为控制器的传递函数，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，PLO(s)为过程超前提取器的传递函数。
[0053]作为优选，所述工程最速比例积分控制器的传递函数为：
[0054][0055]其中，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，s为拉普拉斯算子，K
EFPI
为工程最速比例积分控制器的的串级比例增益，n为工程最速比例积分控制器的阶次，T
EFI
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，应用于过程超前提取器，所述过程超前提取器包括输入微分器、正向超前信号提取单元、负向超前信号提取单元和加法器，所述方法包括：利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。2.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，所述输入信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号。3.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号，包括：利用所述输入微分器，将所述输入信号中的上升趋势转换为正极偏差信号，将所述输入信号中的下降趋势转换为负极偏差信号，所述正极偏差信号和所述负极偏差信号组成所述目标偏差信号。4.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述正向超前信号提取单元包括第一正反馈环节、第一加速器、第一限幅器、第一微分器和正向输出控制器，所述利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号，包括：利用所述第一正反馈环节，控制所述第一加速器进行加速；利用所述第一加速器，对所述目标偏差信号中的正极偏差信号进行加速，得到第一加速信号；利用所述第一限幅器，对所述第一加速信号进行限幅，得到第一限幅信号；利用所述第一微分器，对所述第一限幅信号进行信号转换，得到第一微分输出信号；利用所述正向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标正极信号，所述目标正极信号为所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号。5.如权利要求4所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述第一限幅器为：其中，IA(t)为所述第一加速器的的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号。6.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述负向超前信号提取单元包括第二正反馈环节、第二加速器、第二限幅器、第二微分器和负向输出控制器，所述利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号，包括：利用所述第二正反馈环节，控制所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：