一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法及装置，所述方法包括：从机组运行的实时数据中提取弱稳态参数；检测近邻时刻下的弱稳态参数，结合当前弱稳态参数，动态更新近邻时刻下的弱稳态参数；根据近邻时刻下的弱稳态参数，计算出动态工况下机组负荷与当前热值下实际燃料需求量间的补偿量作为燃煤锅炉热值校正量，作用于机组协调控制系统静态前馈回路；本发明专利技术的优点在于：根据实时热值信息，计算出动态工况下燃煤锅炉热值校正量，作用于机组协调控制系统静态前馈回路，进而进行机组在工况变化下各个主参数的稳定调节，适用动态工况或者煤质频繁变化工况，且校正精度较高。校正精度较高。校正精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法及装置


[0001]本专利技术涉及燃煤锅炉协调控制
，更具体涉及一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法及装置。

技术介绍

[0002]火电机组协调控制系统采用双输入双输出耦合控制系统方式，协调控制系统以锅炉和汽机作为被控对象，通过协调控制指令回路设计、静态前馈回路、动态前馈回路设计，消除锅炉和汽机在动态对象特性上的差异，使得机组能够快速响应电网的负荷变化，又能够保证安全稳定经济运行。协调控制系统回路主要包括负荷指令回路、汽机主控回路、锅炉主控回路等。为适应电力系统机组AGC、一次调频等需求，火电机组协调控制系统通常采用必要的调节手段，如热值校正、自适应参数等方法，以应对复杂工况下不同煤质对协调控制系统的扰动，其中热值校正技术应用较为广泛。
[0003]煤质变化引起热值变化的主要原因，也是协调控制系统面临的主要扰动。近年来大多数燃煤锅炉采用了配煤掺烧技术以降低燃煤成本，例如中国专利公开号CN110282274A，公开的一种适应于燃煤锅炉燃料灵活掺配的原煤仓系统及运行方法。但不同煤质导致的热值变化却对协调控制造成较大的扰动，这种扰动具有随变性、不可预测等特征。因此对于协调控制系统而言，通过增加热值校正环节来修正协调控制中机组静态前馈回路，使得燃煤锅炉能够快速根据热值变化及时调整机组负荷与实际煤量间的量值关系，实现机组热量平衡，进而减少主汽压和机组负荷的控制超调现象。
[0004]热值校正技术的主要思想在于调整设计煤种与实际煤种之间的热值偏差，根据机组负荷与实际所需热量间的数值关系，改变机组燃料量来实现对热值偏差的补偿，从而减少机组主蒸汽压力波动、机组负荷超调等现象。然而，现有的热值校正技术通过采用当前负荷对应的理论燃料量与锅炉主控输出的实际燃料量的差值，作为煤质校正PID控制器的输入，使用PID计算输出的量用于校正实际燃料量。这种方法的缺点主要在于锅炉燃烧是一个缓慢的过程，从煤质变化到主蒸汽压力变化具有较大的迟延，因此校正结果只有在机组稳定工况下起有效作用，对于动态工况或煤质频繁变化工况而言，热值校正PID控制器无法准确获取机组当前热值信息，因此其输出结果不但不起作用，反而有可能加剧协调控制参数的剧烈波动。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术燃煤锅炉热值校正方法不适用动态工况或者煤质频繁变化工况，且校正精度较低。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，所述方法包括：
[0007]步骤一：从机组运行的实时数据中提取弱稳态参数；
[0008]步骤二：检测近邻时刻下的弱稳态参数，结合当前弱稳态参数，动态更新近邻时刻
下的弱稳态参数；
[0009]步骤三：根据近邻时刻下的弱稳态参数，计算出动态工况下机组负荷与当前热值下实际燃料需求量间的补偿量作为燃煤锅炉热值校正量，作用于机组协调控制系统静态前馈回路。
[0010]本专利技术从实时数据中提取弱稳态数据，为热值校正提供弱稳态参数，通过检测近邻时刻下的弱稳态数据，动态更新弱稳态参数，避免获取的稳态工况数据与当前时刻间隔时间过长，机组煤质可能已经发生变化，而导致所获取的数据无法匹配当前工况而失效，为热值校正提供时效性好、准确度高的热值信息，根据实时热值信息，计算出动态工况下燃煤锅炉热值校正量，作用于机组协调控制系统静态前馈回路，进而进行机组在工况变化下各个主参数的稳定调节，适用动态工况或者煤质频繁变化工况，且校正精度较高。
[0011]进一步地，所述步骤一包括：
[0012]步骤101：热值校正的启动条件判断，满足热值校正的启动条件时执行步骤102；
[0013]步骤102：在限定的时间检测窗口内，采用动态中值滤波对机组原始数据中主参数行滤波处理；所述主参数包括机组负荷M、主汽压力p及实际煤量B，机组负荷指令MD；
[0014]步骤103：实时遍历检测滤波处理后的主参数，计算当前检测次数下各主参数的最大值、最小值、均值，判断各个主参数的最大值与最小值的偏差值以及机组负荷指令MD
n
与实际负荷ML
n
偏差值，是否满足弱稳态条件，若不满足，则返回步骤101，若满足，则继续下一次的检测，直到第N次检测结束后，输出第N次检测的机组负荷均值M
avg
、实际煤量均值B
avg
以及该时刻协调控制系统中机组负荷指令MD
N
对应的静态煤量S，作为该组弱稳态参数。
[0015]更进一步地，所述步骤101包括：
[0016]当机组的主参数同时满足以下启动条件
[0017]|M
t
‑
M
t
‑1|＜D
M
，|p
t
‑
p
t
‑1|＜D
p
，|B
t
‑
B
t
‑1|＜D
B
、|M
t
‑
MD
t
|＜D
M
时，执行步骤102，否则继续判断启动条件，其中，t为当前时刻，D
M
、D
p
、D
B
分别为机组负荷、主蒸汽压力、实际煤量的预设偏差定值。
[0018]更进一步地，所述步骤102包括：
[0019]通过公式设计一个用于机组主参数检测的时间检测窗口，其中，T为检测周期，Timer为时间窗口长度，N为窗口检测总次数；
[0020]在时间检测窗口内，采用动态中值滤波对机组原始数据中主参数行滤波处理，滤波处理后的主参数为
[0021][0022]其中，第n次检测时，n∈{1，2，
…
，N}，ML
n
为滤波后的机组负荷，pL
n
为滤波后的主汽压力，BL
n
为滤波后的实际煤量，mid()为取中值函数。
[0023]更进一步地，所述步骤103包括：
[0024]a)若n＝1(第一次检测时)，初始弱稳态信号flag＝false，各个主参数的最大值、最小值设定为
[0025][0026]若n＞1(第n次检测时)，各个主参数的最大值和最小值分别为
[0027][0028]b)每次检测时，计算出截至当前检测时刻各个主参数的均值分别为
[0029][0030]此时，弱稳态信号flag＝false；
[0031]c)每次检测时，判断各个主参数的最大值与最小值的偏差值以及机组负荷指令MD
n
与实际负荷ML
n
偏差值，是否满足以下弱稳态条件
[0032][0033]若不满足，则返回步骤101，若满足，则返回步骤a)进行下一次的检测，直到第N次检测结束后，执行步骤d)；
[0034]d)将弱稳态信号flag＝true，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：从机组运行的实时数据中提取弱稳态参数；步骤二：检测近邻时刻下的弱稳态参数，结合当前弱稳态参数，动态更新近邻时刻下的弱稳态参数；步骤三：根据近邻时刻下的弱稳态参数，计算出动态工况下机组负荷与当前热值下实际燃料需求量间的补偿量作为燃煤锅炉热值校正量，作用于机组协调控制系统静态前馈回路。2.根据权利要求1所述的一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，其特征在于，所述步骤一包括：步骤101：热值校正的启动条件判断，满足热值校正的启动条件时执行步骤102；步骤102：在限定的时间检测窗口内，采用动态中值滤波对机组原始数据中主参数行滤波处理；所述主参数包括机组负荷M、主汽压力p及实际煤量B，机组负荷指令MD；步骤103：实时遍历检测滤波处理后的主参数，计算当前检测次数下各主参数的最大值、最小值、均值，判断各个主参数的最大值与最小值的偏差值以及机组负荷指令MD
n
与实际负荷ML
n
偏差值，是否满足弱稳态条件，若不满足，则返回步骤101，若满足，则继续下一次的检测，直到第N次检测结束后，输出第N次检测的机组负荷均值M
avg
、实际煤量均值B
avg
以及该时刻协调控制系统中机组负荷指令MD
N
对应的静态煤量S，作为该组弱稳态参数。3.根据权利要求2所述的一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，其特征在于，所述步骤101包括：当机组的主参数同时满足以下启动条件|M
t
‑
M
t
‑1|<D
M
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‑
p
t
‑1|<D
p
，|B
t
‑
B
t
‑1|<D
B
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t
‑
MD
t
|<D
M
时，执行步骤102，否则继续判断启动条件，其中，t为当前时刻，D
M
、D
p
、D
B
分别为机组负荷、主蒸汽压力、实际煤量的预设偏差定值。4.根据权利要求3所述的一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，其特征在于，所述步骤102包括：通过公式设计一个用于机组主参数检测的时间检测窗口，其中，T为检测周期，Timer为时间窗口长度，N为窗口检测总次数；在时间检测窗口内，采用动态中值滤波对机组原始数据中主参数行滤波处理，滤波处理后的主参数为其中，第n次检测时，m∈{1,2,
…
,N}，ML
n
为滤波后的机组负荷，pL
n
为滤波后的主汽压力，BL
n
为滤波后的实际煤量，mid()为取中值函数。5.根据权利要求4所述的一种基于近邻弱稳态检测的燃煤锅炉热值校正方法，其特征在于，所述步骤103包括：a)若n＝1，n表示第n次检测，初始弱稳态信号flag＝false，各个主参数的最大值、最小值设定为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷志伟，张剑，徐柳，张兴，庄义飞，欧阳宫喆，李达，
申请(专利权)人：安徽淮南洛能发电有限责任公司大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：