CN102278150B - 滑压运行机组agc方式下压力定值优化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种简单方法，可有效减少震荡发生，提高机组运行稳定经济性等优点的滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法。它的步骤为：1)根据负荷设定，设置机组的滑压控制曲线I和滑压控制曲线II；2)在滑压控制曲线I后设置小选模块；3)在滑压控制曲线II后设置大选模块；4)滑压控制曲线I和大选模块的输出进行比较，进行小选；5)滑压控制曲线II和小选模块的输出进行比较，进行大选；6)小选模块的输出作为优化后的压力定值。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法。
背景技术
目前单元机组的运行方式主要有定压和滑压两种方式。定压运行是采用改变调节阀开度来改变机组功率，维持机前压力不变。而滑压运行则是采用调节阀全开或接近全开，机组功率的变化靠改变机前压力来实现。
现今，大容量机组由于宏观因素的影响，皆采用变负荷运行，进行调峰，一天之内负荷变化很大。而机组采用滑压运行有很大的优越性，主要体现在以下几个方面：
1.减少汽机调节阀的节流损失
汽机定压运行时，基本上采用节流调节方式进行功率调节，节流损失很大。而在滑压运行时，几组调节阀始终接近全开，节流损失非常小。
2.汽机保持较高的内效率
滑压运行时，主蒸汽的重量流量和压力与机组功率基本上成正比例变化，而由于主蒸汽温度基本维持不变，故主蒸汽体积流量基本不变。这时汽机各级压力、焓降和温度变化很小，从而使整个汽机的相对内效率基本不变，从而有效地延长了汽机的使用寿命。
3.改善机组部件的热应力和热变形
定压运行时，第一级后压力和温度与主蒸汽流量成正比例变化，负荷变化时热应力和热变形较大。而滑压运行时，由于主蒸汽温度不变，所以汽机各部件的热应力和热变形要小的多。
4.提高机组的负荷适应性
滑压运行时，设备的热应力和热变形小，有利于机组快速启停及变负荷运行。
5.减少给水泵的功耗
滑压运行时，给水泵由于出口压头下滑，而使功耗下降。
因此，机组滑压运行的自动控制方式，对机组的安全运行和节能降耗，有着深远的意义。
随着社会经济与科技的发展，电网容量越来越大，对电能的品质也要求越来越高，为了电网的安全稳定运行，各大型火电机组都要求投入AGC功能，要求AGC控制机组的负荷范围大(一般要求50％--100％额定负荷)，控制速率快。
目前，滑压运行的机组在投入AGC时，主要存在以下几问题：
滑压控制是机组经济性的重要保证。滑压运行的机组在AGC指令单向大幅度动作时，可以满足机组的经济性。但现在，AGC主要控制电网的周波，因此，对电厂机组来讲，正常情况下AGC指令为小幅频繁波动。在AGC指令小幅频繁波动时，滑压运行的机组其压力设定值在滑压段也会随之而出现小幅波动。为满足AGC的控制要求，现在的机组在协调控制回路中一般都设有压力和负荷设定值的微分环节来提高对AGC控制品质和响应速率，这必然导致投入AGC的机组在AGC指令和压力设定值小幅频繁波动时，机组煤量一直在较大幅度波动，风、水、汽温等系统也会随之较大幅度波动。另外，当超临界机组压力变化时，机组蓄热的变化非常明显，又根据蒸汽的热力性质，这也将会影响到分离器出口温度的过热度的稳定，导致机组的水煤变化更大。煤量震荡势必增加机组的煤耗，影响机组的经济性。并进而影响到机组压力的稳定，从而对机组AGC调节品质产生很大的影响。
由上述可知，当滑压机组的AGC指令小幅频繁波动时，压力定值也将频繁波动，这进一步导致了水、煤、风的频繁大幅波动，分离器出口温度的过热度、主汽温度、主汽压力等机组的主要参数也变化较大，这将产生两个方面的不利后果：1、机组主要参数的不稳定必将影响机组的稳定运行，机组AGC的调节品质也将会受到影响；2、风、水、煤的频繁波动将会影响锅炉的效率，导致煤耗增加，风、水、煤的频繁波动也将影响到辅机的效率，电耗增加，这都使机组的经济性受到影响；3、主汽温度的频繁波动将影响到机组的循环效率，也将影响到锅炉受热面的寿命。
此外，滑压运行的机组在AGC指令小幅频繁波动时，滑压所产生的经济性不能弥补风、水煤量波动所增加的煤耗、电耗和机组效率的降低；另外，由于锅炉侧所存在的滞后性，也不能保证机组压力与压力设定值的完全一致。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种简单方法，可有效减少震荡发生，提高机组运行稳定经济性等优点的滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，它的步骤为：
1)根据负荷设定，设置机组的滑压控制曲线I和滑压控制曲线II；
2)在滑压控制曲线I后设置小选模块；
3)在滑压控制曲线II后设置大选模块；
4)滑压控制曲线I和大选模块的输出进行比较，完成小选；
5)滑压控制曲线II和小选模块的输出进行比较，完成大选；
6)小选块的输出作为优化后的压力定值。
所述步骤1)中，所述滑压控制曲线I是根据汽轮机生产厂家提供的负荷和压力控制关系曲线设置的。例如某厂600MW机组的滑压曲线如下：
| 负荷(MW) | 0 | 180 | 540 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
滑压控制曲线I设置如下：
| 负荷(MW) | 0 | 180 | 540 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
所述步骤1)中，所述滑压控制曲线II是在滑压控制曲线I的基础上设置的，并保证当AGC指令在机组额定负荷的5％以内小幅波动时，保持机组的压力定值不变。根据滑压控制曲线I的例子，曲线II可设置如下：
| 负荷(MW) | 0 | 210 | 570 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
所述步骤2)中，所述小选模块就是根据两个输入a和b，输出为a和b中的小值。
所述步骤3)中，所述大选模块就是根据两个输入a和b，输出为a和b中的大值。
所述步骤4)中，比较的过程为：
滑压控制曲线I的输出和大选模块的输出作为小选模块的输入，两者进行比较，选较小的值，作为小选模块的输出。
所述步骤5)中，比较的过程为：
滑压控制曲线II的输出和小选模块的输出作为大选模块的输入，两者进行比较，选较大的值，作为大选模块的输出。
本发明的有益效果是：本发明采用优化压力设定值的方法来减少AGC指令小幅震荡时，煤量的大幅震荡，同时可以保证AGC单向大幅增减负荷时，压力设定值响应的快速性。通过两组滑压曲线进行大小选，自动形成了在机组AGC指令大幅变化时，机组按照滑压方式运行；而当AGC指令小幅变化时，机组按照定压方式运行。该方案既保证了机组AGC大幅调整时，机组的滑压控制功能，也保证了机组AGC指令小幅变化时，机组的定压运行功能。滑压和定压无扰切换。提高了机组的控制品质和经济性指标。
目前国内300MW及以上机组从机组本身的经济性出发，普遍采用滑压运行方式，滑压运行方式对机组的AGC性能产生不利的影响。本专利的实施，可以解决滑压运行机组投入AGC方式时的控制难题，既保证机组的经济性，又满足电网对于机组AGC的要求。
附图说明
图1为本发明的控制流程图。
图2为模拟AGC负荷指令变化图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
一种滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，它的步骤为：
1)根据负荷设定，设置机组的滑压控制曲线I和滑压控制曲线II；
2)在滑压控制曲线I后设置小选模块；
3)在滑压控制曲线II后设置大选模块；
4)滑压控制曲线I和大选模块的输出进行比较，进行小选；
5)滑压控制曲线II和小选模块的输出进行比较，进行大选；
6)小选模块的输出作为优化后的压力定值。
所述步骤1)中，滑压控制曲线I是根据汽轮机生产厂家提供的负荷和压力控制关系曲线设置的。例如某厂600MW机组的滑压曲线如下：
| 负荷(MW) | 0 | 180 | 540 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
滑压控制曲线I设置如下：
| 负荷(MW) | 0 | 180 | 540 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
所述滑压控制曲线II，是在滑压控制曲线I的基础上，根据AGC小幅波动范围设置的。保证当AGC指令在机组额定负荷的5％以内小幅波动时，保持机组的压力定值不变。据此，根据某厂600MW机组的滑压曲线，滑压控制曲线II可设置如下：
| 负荷(MW) | 0 | 210 | 570 | 600 |
| 压力(MPa) | 8.5 | 8.5 | 25 | 25 |
所述步骤2)中，所述小选模块就是根据两个输入a和b，输出为a和b中的小值；
所述步骤3)中，所述大选模块就是根据两个输入a和b，输出为a和b中的大值；
所述步骤4)中，比较的过程为：滑压控制曲线I的输出和大选模块的输出作为小选模块的输入，两者进行比较，选较小的值，作为小选模块的输出。
所述步骤5)中，比较的过程为：滑压控制曲线II的输出和小选模块的输出作为大选模块的输入，两者进行比较，选较大的值，作为大选模块的输出。
上述设计，保证了在机组AGC指令大幅变化时，机组按照滑压方式运行；而当AGC指令小幅变化时，机组按照定压方式运行。工作过程：在机组AGC指令大幅度上升过程中，压力定值按照曲线II随着负荷指令的上升而上升，当AGC指令掉头下降时，由于滑压控制曲线I和滑压控制曲线II以及大小选模块所产生的滞回效应，压力定值将会不变，直到负荷降到一定值时，压力定值将会按照滑压控制曲线I随着负荷指令的下降而下降；反之，当机组AGC指令大幅度下降过程中，压力定值按照滑压控制曲线I随着负荷指令的下降而下降，当AGC指令掉头上升时，由于滑压控制曲线I和滑压控制曲线II以及大小选模块所产生的滞回效应，压力定值将会不变，直到负荷上升到一定值时，压力定值将会按照滑压控制曲线II随着负荷指令的上升而上升。
对本滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法进行了仿真试验。按照上述步骤，设置仿真试验程序，滑压控制曲线I和II也按照所述步骤1)中进行设置。模拟AGC负荷指令变化，根据滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，产生了压力定值。具体过程如下图2所示：线a为AGC负荷指令线，线b为滑压控制曲线I的输出曲线，线c为滑压控制曲线II的输出曲线，线d为优化控制后的压力定值曲线。从图中可见，在机组AGC指令大幅度上升过程中，压力定值按照曲线II随着负荷指令的上升而上升；当机组AGC指令大幅度下降过程中，压力定值按照滑压控制曲线I随着负荷指令的下降而下降；当机组AGC指令小幅变化时，由于滑压控制曲线I和滑压控制曲线II以及大小选模块所产生的滞回效应，压力定值将会不变。这样，保证了在机组AGC指令大幅变化时，机组按照滑压方式运行；而当AGC指令小幅变化时，机组按照定压方式运行。
Claims (3)
1.一种滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，其特征是，它的步骤为：
1）根据负荷设定，设置机组的滑压控制曲线I和滑压控制曲线II；所述滑压控制曲线I是根据汽轮机生产厂家提供的负荷和压力控制关系曲线设置的；所述滑压控制曲线II是在滑压控制曲线I的基础上，根据AGC小幅波动范围设置的；当AGC指令在机组额定负荷的5%以内小幅波动时，保持机组的压力定值不变；
2）在滑压控制曲线I后设置小选模块块；所述小选模块根据两个输入a和b,输出为a和b中的小值；
3）在滑压控制曲线II后设置大选模块块；所述大选模块根据两个输入a和b,输出为a和b中的大值；
4）滑压控制曲线I和大选模块的输出进行比较，进行小选；
5）滑压控制曲线II和小选模块的输出进行比较，进行大选；
6）小选模块的输出作为优化后的压力定值。
2.如权利要求1所述的滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，其特征是，所述步骤4）中，比较的过程为：滑压控制曲线I的输出和大选模块的输出作为小选模块的输入，两者进行比较，选较小的值，作为小选模块的输出。
3.如权利要求1所述的滑压运行机组AGC方式下压力定值优化控制方法，其特征是，所述步骤5）中，比较的过程为：滑压控制曲线II的输出和小选模块的输出作为大选模块的输入，两者进行比较，选较大的值，作为大选模块的输出。
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