CN104200121A - 基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法，该方法系利用机组的运行数据并对其进行处理，得到机组实际阀门流量特性数据，并最终以实际阀门流量特性数据为依据建立理想的阀门流量函数；用该理想的阀门流量函数对火电机组数字电液系统中的组态进行设置使实际阀门流量函数与理想阀门流量函数一致，实现对阀门流量函数的优化。本发明相比现有技术无需进行阀门流量特性试验即可实现对阀门流量函数的优化，减少了优化时间，提高了优化效率。而且对理论蒸汽流量计算中已充分考虑了主汽压力影响，避免了由于主汽压力波动而引起的计算误差，提高了优化精度。
Description
技术领域
本发明属于火力发电机组技术领域，尤其涉及一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法。
背景技术
汽轮机的阀门流量特性是指，汽轮机调节汽门开度与进入汽轮机蒸汽流量的对应关系。这种对应关系一般具有非线性特征，从而不利于机组的控制。汽轮机的阀门流量函数通过设置流量指令与调节汽门映射关系，以期建立流量指令与蒸汽流量的线性关系，最终优化系统的控制特性。由于阀门流量函数一般由厂家预设，而机组在安装、运行、检修过程中流量特性存在改变的可能，此时流量函数与实际特性存在不匹配的可能。这时就需要对流量函数进行重新设置，以达到改善系统控制特性的目的。
目前，阀门流量函数的优化方法是以阀门流量特性试验为依据的。通常的阀门流量特性试验流程是：在手动方式，保持主汽压力稳定，逐渐改变流量指令，从而得到对应流量指令条件下的调节级压力、功率、阀门开度等数据；根据阀门流量试验数据，计算得到流量指令/阀门开度与蒸汽流量的对应关系，最终实现对阀门流量函数的优化。
在现有的阀门流量函数优化方法中，阀门流量特性试验是实现优化的关键。而基于阀门流量特性试验的优化方法存在以下不足：1、试验时间较长，充分的试验数据，需要在足够多的工况下进行试验；2、试验精度受机组主参数波动的影响，试验要求主汽压稳定，主汽压的绝对稳定是不可能的，而主汽压力的波动最终影响试验的精度；3、试验效果难于直接确认，目前对试验效果的确认是根据系统控制性能是否提高来判断的，仍无法直观地对优化效果进行判断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法。使用该方法可提高阀门流量函数的优化效率和优化精度，改善火电机组的控制性能。
本发明提供的这种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法包括以下步骤：
（1）利用机组运行数据获得实际阀门流量特性曲线：
（1.1）利用火电机组分散控制系统或数字电液系统，采集包括调节级压力、主汽压力、流量指令f2、功率运行数据；
（1.2）利用步骤（1.1）采集的运行数据获得理论蒸汽流量百分比 ，式中Q为汽轮机的理论蒸汽流量，；是额定理论蒸汽流量，其值根据流量指令f2=100%时的调节级压力与主汽压力之比计算得到；
（1.3）以流量指令f2为自变量，以（1.2）所述理论蒸汽流量百分比为因变量，作出实际阀门流量特性曲线；
（2）以理论蒸汽流量百分比=流量指令，此流量指令称为理论流量指令f1,建立理想阀门流量特性曲线；
（3）通过检查火电机组数字电液系统中的组态设置，得到机组现有的阀门流量函数；该阀门流量函数反映了流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系;
（4）阀门流量函数优化：
（4.1）根据步骤（2）所述理想阀门流量特性曲线，确定理论流量指令f1所对应的理论蒸汽流量百分比；
（4．2）根据步骤（4.1）的理论蒸汽流量百分比，在步骤（1.3）所得的实际阀门流量特性曲线上按照其映射关系确定流量指令f2；
（4.3）根据步骤（3）所述流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系，由流量指令f2确定当前调节汽门阀位指令；利用步骤（2）所得到的理论流量指令f1和所述调节汽门阀位指令，建立两者之间的映射关系，此映射关系就是理想的阀门流量函数；
（4．4）在火电机组数字电液系统中，按照（4.3）所述理想阀门流量函数对组态进行设置，使实际阀门流量函数与理想阀门流量函数一致，实现对阀门流量函数的优化。
本发明的有益效果是：
1、根据机组运行数据而无需进行阀门流量特性试验即可实现对阀门流量函数的优化，减少了优化时间，提高了优化效率。
2、对理论蒸汽流量计算中已充分考虑了主汽压力影响，避免了由于主汽压力波动而引起的计算误差，提高了优化精度。
附图说明
图1是实际阀门流量特性曲线图。
图2是理想阀门流量特性曲线图。
图3机组现有的阀门流量函数图。
图4理想阀门流量函数图（实线所示）。
图5阀门流量函数优化后的实际阀门流量特性曲线图。
图6a是现有技术功率稳态曲线图。
图6b是用本发明方法函数优化后功率稳态曲线图。
图7a是现有技术功率动态曲线图。
图7b是用本发明方法函数优化后功率动态曲线图。
具体实施方式
本实施方式是一个用于机组共有6个高压调节汽门的阀门流量函数优化方法。
首先要根据机组运行数据处理得到实际阀门流量特性曲线，分三步进行：
(1.1) 利用火电机组分散控制系统或数字电液系统的历史记录功率，在其历史服务器上采集用于阀门流量函数优化的调节级压力、主汽压力、流量指令f2、功率等运行数据。
(1.2) 利用（1.1）得到的运行数据计算进入汽轮机的理论蒸汽流量Q，此时；并将理论蒸汽流量转换为百分比的形式，理论蒸汽流量百分比，式中是额定理论蒸汽流量，其值根据流量指令f2=100%时的调节级压力与主汽压力之比计算得到，此时。
（1.3）以流量指令f2为自变量，理论蒸汽流量百分比为因变量，建立流量指令与映射关系曲线l，如图1所示。此时的曲线l即实际阀门流量特性曲线。建立流量指令与映射关系曲线l可以采用作图法或其他常规方法，如果映射关系曲线l较为毛糙，可以采用插值法、最小二乘法等常规方法对曲线l进行处理使其更为平滑。
然后建立理想阀门流量特性曲线，根据式，此流量指令称为理论流量指令f1，作图得到理想阀门流量特性曲线，如图2所示，式中是理论蒸汽流量百分比。图中可以看出理论流量指令f1与是线性对应关系。
再确定机组现有的阀门流量函数，检查数字电液系统中的组态设置，该机组共有6个高压调节汽门，分别为GV1~GV6，顺序阀方式下，其阀门流量函数如图3所示。此时的阀门流量函数代表了流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系。
最后对阀门流量函数进行优化：当理论流量指令f1=50%，根据图2所示理想阀门流量特性曲线的映射关系，确定理论流量指令f1=50%所对应的理论蒸汽流量百分比，此时；图1所示实际阀门流量特性曲线上，按照其映射关系确定时流量指令f2，此时f2=47.718%；根据图3所示的现有阀门流量函数决定的流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系，确定f2=47.718%时的调节汽门阀位指令，=[GV1阀位指令，GV2阀位指令，GV3阀位指令，GV4阀位指令，GV5阀位指令，GV6阀位指令]；利用所得到的理论流量指令f1和调节汽门阀位指令，建立两者之间的映射关系，此映射关系就是理想的阀门流量函数，即在理想阀门流量函数中，理论流量指令=50%时，其对应的调节汽门阀位指令；用上述方法我们可以通过不同理想流量指令f1，如f1=55%、65%、75%、85%、95%、100%时，得到所对应的调节汽门阀位指令=[100,100,0,26.2048,0,0]、[100,100,0,100,16.6742,0]、[100,100,0,100,29.7292,0]、[100,100,0,100,100,16.6389]、[100,100,19.3099,100,100,100]、[100,100,100,100,100,100]，从而得到完整的理想阀门流量函数，如图4中实线所示,图4中虚线是现有技术流量指令与调节汽门阀位指令的关系图。得到理想阀门流量函数后，在数字电液系统中，按照所述理想阀门流量函数对数字电液系统中的组态进行设置，使实际阀门流量函数与理想阀门流量函数一致。所述设置完毕后可以按照上述步骤(1.1)-(1.3)的方法得到阀门流量函数优化后的实际阀门流量特性曲线，如图5所示。用图5与图2所示理想阀门流量特性曲线对比可以看出实际阀门流量特性曲线与理想阀门流量特性曲线几乎完全一致，这表明此方法能够最终实现对阀门流量函数的有效优化。为了鉴定本发明的效果，发明人做了反复试验， 并对实验过程进行了记录，如图6a、图6b、图7a、图7b所示，其中图6a是现有技术功率稳态曲线图，图6b是用本发明方法函数优化后功率稳态曲线图，
图7a是现有技术功率动态曲线图，图7b是用本发明方法函数优化后功率动态曲线图。从图6a和图7a可以看出机组在一定工况条件下出现持续的功率波动现象，严重影响了机组的稳定运行；而同样的工况下本发明方法却表现出机组运行稳定，没有再出现功率波动问题。试验证明本发明方法确实使系统控制性能得到了明显的提高，说明本发明方法对现有的阀门流量函数具有很好的优化作用，相对现有优化方法而言无需进行阀门流量特性试验即可实现对阀门流量函数的优化，能直观地对优化效果进行判断，减少优化时间，提高优化效率。并且本发明方法对理论蒸汽流量计算中已充分考虑了主汽压力影响，避免了由于主汽压力波动而引起的计算误差，提高了优化精度。
Claims (1)
1.一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法，包括以下步骤：
（1）利用机组运行数据获得实际阀门流量特性曲线：
（1.1）利用火电机组分散控制系统或数字电液系统，采集包括调节级压力、主汽压力、流量指令f2、功率运行数据；
（1.2）利用步骤（1.1）采集的运行数据获得理论蒸汽流量百分比 ，式中Q为汽轮机的理论蒸汽流量，；是额定理论蒸汽流量，其值根据流量指令f2=100%时的调节级压力与主汽压力之比计算得到；
（1.3）以流量指令f2为自变量，以（1.2）所述理论蒸汽流量百分比为因变量，作出实际阀门流量特性曲线；
（2）以理论蒸汽流量百分比=流量指令，此流量指令称为理论流量指令f1,建立理想阀门流量特性曲线；
（3）通过检查火电机组数字电液系统中的组态设置，得到机组现有的阀门流量函数；该阀门流量函数反映了流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系;
（4）阀门流量函数优化：
（4.1）根据步骤（2）所述理想阀门流量特性曲线，确定理论流量指令f1所对应的理论蒸汽流量百分比；
（4．2）根据步骤（4.1）的理论蒸汽流量百分比，在步骤（1.3）所得的实际阀门流量特性曲线上按照其映射关系确定流量指令f2；
（4.3）根据步骤（3）所述流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系，由流量指令f2确定当前调节汽门阀位指令；利用步骤（2）所得到的理论流量指令f1和所述调节汽门阀位指令，建立两者之间的映射关系，此映射关系就是理想的阀门流量函数；
（4．4）在火电机组数字电液系统中，按照（4.3）所述理想阀门流量函数对火电机组数字电液系统中的组态进行设置，使实际阀门流量函数与理想阀门流量函数一致，实现对阀门流量函数的优化。
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|---|---|
| CN (1) | CN104200121A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849052A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-08-19 | 国家电网公司 | 一种喷嘴配汽汽轮机流量特性试验方法 |
| CN106404093A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-02-15 | 成都秦川科技发展有限公司 | 电子远传水表及水表系统 |
| CN107016239A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-04 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种asca和rbf神经网络模型的汽轮机阀门流量特性分析方法 |
| CN107643684A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 国家电网公司 | 一种阀门流量函数优化方法及装置 |
| CN109948119A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-28 | 华能国际电力股份有限公司德州电厂 | 基于Bottom-Up算法的主蒸汽调节阀非线性辨识方法 |
| CN110705042A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-17 | 国网湖南省电力有限公司 | 基于t-s模糊模型的汽轮机阀门流量特性辨识方法、系统及介质 |
| CN113359450A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种阀门流量特性曲线拟合方法及系统 |
| CN115031956A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-09 | 河北工业大学 | 一种节流调节型汽轮机调速汽门特性图谱绘制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050267644A1 (en) * | 2002-10-04 | 2005-12-01 | Hitachi, Ltd. | Turbine apparatus and governor for turbine |
| CN1828465A (zh) * | 2006-03-06 | 2006-09-06 | 中控科技集团有限公司 | 一种数字电液控制系统 |
| CN103471839A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 贵州电力试验研究院 | 一种汽轮机阀门实际流量特性测试方法 |
| CN103670536A (zh) * | 2013-05-30 | 2014-03-26 | 甘肃大唐国际连城发电有限责任公司 | 一种火力发电厂汽轮机调门流量的调节方法 |
| CN103743560A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-23 | 国家电网公司 | 汽轮机deh系统高压调节阀门流量特性测试及整定方法 |
| CN104034521A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-09-10 | 国家电网公司 | 一种新的汽轮机阀门流量特性测定方法 |
-
2014
- 2014-09-19 CN CN201410479169.XA patent/CN104200121A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050267644A1 (en) * | 2002-10-04 | 2005-12-01 | Hitachi, Ltd. | Turbine apparatus and governor for turbine |
| CN1828465A (zh) * | 2006-03-06 | 2006-09-06 | 中控科技集团有限公司 | 一种数字电液控制系统 |
| CN103670536A (zh) * | 2013-05-30 | 2014-03-26 | 甘肃大唐国际连城发电有限责任公司 | 一种火力发电厂汽轮机调门流量的调节方法 |
| CN103471839A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 贵州电力试验研究院 | 一种汽轮机阀门实际流量特性测试方法 |
| CN103743560A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-23 | 国家电网公司 | 汽轮机deh系统高压调节阀门流量特性测试及整定方法 |
| CN104034521A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-09-10 | 国家电网公司 | 一种新的汽轮机阀门流量特性测定方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张曦 等: "汽轮机阀门流量特性分析与优化", 《南方电网技术》 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849052B (zh) * | 2015-04-29 | 2017-12-12 | 国家电网公司 | 一种喷嘴配汽汽轮机流量特性试验方法 |
| CN104849052A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-08-19 | 国家电网公司 | 一种喷嘴配汽汽轮机流量特性试验方法 |
| CN106404093A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-02-15 | 成都秦川科技发展有限公司 | 电子远传水表及水表系统 |
| CN107016239A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-04 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种asca和rbf神经网络模型的汽轮机阀门流量特性分析方法 |
| CN107016239B (zh) * | 2017-03-30 | 2020-01-31 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种汽轮机阀门流量特性分析方法 |
| CN107643684A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 国家电网公司 | 一种阀门流量函数优化方法及装置 |
| CN107643684B (zh) * | 2017-08-10 | 2021-01-01 | 国家电网公司 | 一种阀门流量函数优化方法及装置 |
| CN109948119B (zh) * | 2019-03-29 | 2023-09-26 | 华能国际电力股份有限公司德州电厂 | 基于Bottom-Up算法的主蒸汽调节阀非线性辨识方法 |
| CN109948119A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-28 | 华能国际电力股份有限公司德州电厂 | 基于Bottom-Up算法的主蒸汽调节阀非线性辨识方法 |
| CN110705042A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-17 | 国网湖南省电力有限公司 | 基于t-s模糊模型的汽轮机阀门流量特性辨识方法、系统及介质 |
| CN113359450B (zh) * | 2021-06-08 | 2022-06-28 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种阀门流量特性曲线拟合方法及系统 |
| CN113359450A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种阀门流量特性曲线拟合方法及系统 |
| CN115031956A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-09 | 河北工业大学 | 一种节流调节型汽轮机调速汽门特性图谱绘制方法 |
| CN115031956B (zh) * | 2022-06-15 | 2023-02-17 | 河北工业大学 | 一种节流调节型汽轮机调速汽门特性图谱绘制方法 |
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