基于模型的发电量需求控制制造技术

本发明专利技术涉及基于模型的发电量需求控制。用于控制由发电系统生成的发电量的方法和系统的实施例可包括使用基于模型的控制技术来控制该系统的至少一部分。该基于模型的控制技术可包括动态矩阵控制器(DMC)，其接收作为输入的发电量需求和过程变量并基于这些输入和存储的模型来生成控制信号。该模型可被基于参数测试配置，并且是可被修正的。其他输入也可被用来确定该控制信号。在一个实施例中，涡轮机被第一DMC控制而锅炉被第二DMC控制，并且由该第一和第二DMC生成的这些控制信号一起被用来控制该生成的发电量。还公开了用于将该发电系统从基于比例积分微分的控制转移到基于模型的控制的技术。

【技术实现步骤摘要】
基于模型的发电量需求控制
本专利一般地涉及过程的控制和发电设备，并且更具体地，涉及被用来减少发电设备/过程或其他具有类似响应特性的工厂设备的控制响应时间的基于模型的发电量需求控制的实现。
技术介绍
多种工业的和非工业的应用使用燃烧燃料的锅炉，其通常运行以通过燃烧各种类型的燃料的一种，诸如煤、天然气、石油、废弃物等来将化学能转换为热能。燃烧燃料的锅炉的一个示例使用可以在热发电机中，其中燃烧燃料的熔炉由通过锅炉内的一些管道的水生成蒸汽，并且生成的蒸汽然后可被用来运行一个或多个蒸汽涡轮机以生成电力。热发电机的电力或功率输出可以是锅炉中生成的热量的函数，其中该热量可以通过例如每小时耗费的(例如，燃烧的)燃料的量直接确定。使用在电力工厂中的常见蒸汽生成系统可包括具有过热器部分(具有一个或多个子部分)的锅炉，蒸汽可在其中被生成并且可以然后被提供到第一，通常为高压的，蒸汽涡轮机并被在该第一蒸气涡轮机中使用。为了增加系统的效率，由该第一蒸汽涡轮机排出的蒸汽可以然后在锅炉的再加热器部分被再加热，其可以包括一个或多个子部分，然后该再加热后的蒸汽被提供到通常为较低压的第二蒸汽涡轮机。但是，正如可能已知的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制由发电系统生成的发电量的方法，包括：在动态矩阵控制器的输入处接收指示发电量需求的信号；由所述动态矩阵控制器基于所述指示所述发电量需求的信号和存储在所述动态矩阵控制器的存储器内的模型确定控制信号的值；由所述动态矩阵控制器生成所述控制信号；以及，基于所述控制信号控制由所述发电系统生成的所述发电量。

【技术特征摘要】
2011.10.31 US 13/285,0721.一种控制由发电系统生成的发电量的方法，包括：在动态矩阵控制器(DMC)的输入处接收指示发电量需求的信号；由所述动态矩阵控制器基于所述指示所述发电量需求的信号和存储在所述动态矩阵控制器的存储器内的模型确定控制信号的值，所述模型描述在不同发电量下的过程响应的行为；由所述动态矩阵控制器生成所述控制信号；将对由所述发电系统生成的所述发电量的控制从基于由所述发电系统内的PID(比例-积分-微分)控制例程生成的控制信号转换到基于DMC生成的控制信号；以及基于所述DMC生成的控制信号控制由所述发电系统生成的所述发电量。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述动态矩阵控制器的附加输入处接收指示用在所述发电系统中的过程变量的设定点的信号和指示所述过程变量的当前值的信号；以及其中确定所述DMC生成的控制信号的所述值是进一步基于所述指示所述过程变量的所述设定点的信号和所述指示所述过程变量的所述当前值的信号的。3.根据权利要求2所述的方法，其中：所述过程变量为相应于所述发电系统的第一部分的第一过程变量，所述动态矩阵控制器为第一动态矩阵控制器，所述模型为第一模型，所述过程响应是第一过程响应，并且所述DMC生成的控制信号为第一控制信号；以及所述方法进一步包括：在第二动态矩阵控制器的输入处接收所述指示所述发电量需求的信号、指示相应于所述发电系统的第二部分的第二过程变量的设定点的信号和指示所述第二过程变量的当前值的信号；由所述第二动态矩阵控制器基于所述指示所述发电量需求的信号、所述指示所述第二过程变量的所述设定点的信号、所述指示所述第二过程变量的所述当前值的信号和存储在所述第二动态矩阵控制器的存储器内的第二模型确定第二控制信号的值，所述第二模型描述在不同发电量下的第二过程响应；以及由所述第二动态矩阵控制器生成所述第二控制信号；以及基于所述第一控制信号和所述第二控制信号控制由所述发电系统生成的所述发电量。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述发电系统的所述第一部分相应于涡轮机或锅炉中的一个，并且其中所述发电系统的所述第二部分相应于涡轮机或锅炉中的另外一个。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一过程变量或所述第二过程变量中的一个相应于所述发电系统内的节流阀压强，所述第一过程变量或所述第二过程变量中的另外一个相应于运送到所述发电系统内的燃料的量。6.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述DMC生成的控制信号的所述值是进一步基于至少一个附加信号，所述至少一个附加信号包括以下信号中的至少一个：(i)指示干扰变量的当前值的信号，或者(ii)指示受控变量的当前值的信号；并且其中，包括在所述至少一个附加信号中的每个信号是在所述动态矩阵控制器的相应的输入处接收的。7.根据权利要求6所述的方法，其中基于包括指示所述干扰变量的所述当前值的所述信号的至少一个附加信号确定所述DMC生成的控制信号的所述值包括基于指示下述值中的至少一个的信号确定所述DMC生成的控制信号的所述值：煤烟的量、蒸汽温度、或燃烧器倾斜的量。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于对所述发电系统的至少一部分的参数测试来确定所述模型的配置的至少一部分；以及将所述模型存储在所述动态矩阵控制器的所述存储器中。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：修正所述模型，将所述修正的模型存储在所述动态矩阵控制器的所述存储器中，基于所述修正的模型生成后续的DMC生成的控制信号，并且基于所述后续的DMC生成的控制信号控制所述发电系统的所述发电量。10.根据权利要求1所述的方法，其中基于存储在所述动态矩阵控制器的所述存储器内的并描述针对不同发电量的过程响应的行为的所述模型确定所述DMC生成的控制信号的所述值包括基于存储在所述动态矩阵控制器的所述存储器中的模型确定所述DMC生成的控制信号的所述值，并且所述模型定义过程变量、受控变量和所述发电量需求之间的关系。11.一种控制由发电系统生成的发电量的方法，包括：由第一动态矩阵控制器基于发电量需求和存储在所述第一动态矩阵控制器的存储器中的第一模型生成第一控制信号，所述第一模型描述在不同发电量下的第一过程响应的行为；由第二动态矩阵控制器基于所述发电量需求和存储在所述第二动态矩阵控制器的存储器中的第二模型生成第二控制信号，所述第二模型描述在不同发电量下的第二过程响应的行为；基于所述第一控制信号和所述第二控制信号控制所述发电系统的所述发电量；以及以下步骤中的至少一个步骤：将对由所述发电系统生成的所述发电量的控制从基于由所述发电系统内的PID(比例-积分-微分)控制例程生成的第三控制信号转换到由所述第一动态矩阵控制器生成的所述第一控制信号，其中，所述第三控制信号是基于所述发电量需求的；或者将对由所述发电系统生成的所述发电量的控制从基于由所述第一动态矩阵控制器生成的所述第一控制信号转换到基于由所述PID控制例程生成的所述第三控制信号。12.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述第一控制信号和所述第二控制信号控制所述发电系统的所述发电量包括：基于所述第一控制信号控制所述发电系统内的节流阀压强或运送到所述发电系统内的燃料的量中的一个，以及基于所述第二控制信号控制所述发电系统内的所述节流阀压强或运送到所述发电系统内的燃料的所述量中的另外一个。13.根据权利要求11所述的方法，其中：生成所述第一控制信号是进一步基于相应于所述发电系统的第一部分的第一变量的；以及生成所述第二控制信号是进一步基于相应于所述发电系统的第二部分的第二变量的。14.根据权利要求13所述的方法，其中：基于相应于所述发电系统的所述第一部分的所述第一变量生成所述第一控制信号包括基于相应于所述发电系统的涡轮机或锅炉中的一个的所述第一变量生成所述第一控制信号；以及基于相应于所述发电系统的所述第二部分的所述第二变量生成所述第二控制信号包括基于相应于所述发电系统的所述涡轮机或所述锅炉中的另外一个的所述第二变量生成所述第二控制信号。15.根据权利要求13所述的方法，还包括：在所述第一动态矩阵控制器处接收指示所述第一变量的当前值的信号和指示所述第一变量的期望值的信号；以及在所述第二动态矩阵控制器处接收指示所述第二变量的当前值的信号和指示所述第二变量的期望值的信号；以及其中：进一步基于所述第一变量生成所述第一控制信号包括基于所述指示所述第一变量的所述当前值的信号和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·贝韦里德格，
申请(专利权)人：爱默生过程管理电力和水解决方案公司，
类型：发明
国别省市：