CN104807342A - 多个电炉运行的功率协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多个电炉运行的功率协调控制方法，包括以下步骤：设定功率设定值；获取实际功率值；根据第i个电炉的功率设定值和实际功率值计算其控制误差及误差变化率；根据多个电炉的控制误差及误差变化率计算第i个电炉的综合误差；根据综合误差和误差变化率计算升降幅值，并根据升降幅值驱动电极。本发明实施例的方法，根据多个电炉的控制误差及误差变化率计算综合误差，并计算各个电炉电极的升降幅值，实现根据升降幅值驱动电极，充分考虑到整个冶炼厂的总体功率波动，提高控制精确度，更好地保证供电系统的可靠性。

Description

多个电炉运行的功率协调控制方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，特别涉及一种多个电炉运行的功率协调控制方法。

背景技术

电炉作为一种大功率用电设备，其功率波动往往对电网构成冲击。其中，由于功率波动而产生的冲击导致的电压波动、谐波等影响，易严重影响电能质量。举例而言，尤其是对于自发电孤网运行的系统，其影响更为严重，甚至可导致发电机组解列，供电系统崩溃。

其中，由于电炉的功率波动与电极的控制密切相关，所以通过提高电极自动控制的效果可降低波动的程度。然而，当一个冶炼厂具有多个电炉时，其功率波动是各电炉功率波动叠加。相关技术中，电极控制皆是以单个电炉功率设定值为控制目标，未考虑整个冶炼厂的总体功率波动，其过大的总功率波动，往往导致供电系统受到影响，无法保证系统的可靠性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种多个电炉运行的功率协调控制方法，该方法能够提高控制的精确度，更好地保证系统的可靠性。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种多个电炉运行的功率协调控制方法，包括以下步骤：分别设定所述多个电炉的功率设定值P_seti，其中，i为大于零小于等于n的正整数；分别获取所述多个电炉的实际功率值P_acti；分别根据第i个电炉的功率设定值P_seti和实际功率值P_acti计算所述第i个电炉的控制误差及误差变化率；根据所述多个电炉的控制误差及误差变化率计算第i个电炉的综合误差；以及根据所述第i个电炉的综合误差和所述误差变化率计算电极的升降幅值，并根据所述升降幅值驱动所述第i个电炉的电极。

根据本发明实施例提出的多个电炉运行的功率协调控制方法，首先通过设定每个电炉的功率设定值，并且获取每个电炉的实际功率值，从而计算每个电炉的控制误差及误差变化率，其次通过根据多个电炉的控制误差及误差变化率计算各个电炉的综合误差，从而计算各个电炉电极的升降幅值，实现根据升降幅值驱动电极，充分考虑到整个冶炼厂的总体功率波动，提高控制精确度，更好地保证供电系统的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的多个电炉运行的功率协调控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算所述第i个电炉的控制误差及误差变化率：

e_i(t)＝P_seti(t)-P_acti(t)，

de_i(t)＝e_i(t)-e_i(t-1)，i＝1，2，...n，

其中，e_i(t)为控制误差，de_i(t)为误差变化率，t表示时刻，i表示电炉。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算第i个电炉的综合误差：

       $E_i\left(t\right)=(1-k)\·{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{e}_i\left(t\right)+k\·e_i\left(t\right),$

其中，k≤1为加权系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算所述第i个电炉的电极的升降幅值：

d(t)＝KP·E_i(t)+KI·de_i(t)，

其中，KP为比例控制系数，KI为微分控制系数。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的多个电炉运行的功率协调控制方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的多个电炉运行的功率协调控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的多个电炉运行的功率协调控制方法。参照图1所示，该控制方法包括以下步骤：

S101，分别设定多个电炉的功率设定值P_seti，其中，i为大于零小于等于n的正整数。

具体地，在本发明的一个实施例中，首先设共有n台电炉，其次分别设定多个电炉的功率设定值P_seti，简言之，第i台电炉的功率设定值为P_seti。

S102，分别获取多个电炉的实际功率值P_acti。

进一步地，在本发明的一个实施例中，第i台电炉的功率设定值为P_seti，则与其对应的实际功率值为P_acti。

S103，分别根据第i个电炉的功率设定值P_seti和实际功率值P_acti计算第i个电炉的控制误差及误差变化率。

其中，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算第i个电炉的控制误差及误差变化率：

e_i(t)＝P_seti(t)-P_acti(t)，(1)

de_i(t)＝e_i(t)-e_i(t-1)，i＝1，2，...n，(2)

其中，e_i(t)为控制误差，de_i(t)为误差变化率，t表示时刻，i表示电炉。

具体地，在本发明的一个实施例中，在设定第i台电炉的功率设定值为P_seti，并获取其功率实际值P_acti之后，根据公式(1)和公式(2)计算第i个电炉的控制误差及误差变化率。

S104，根据多个电炉的控制误差及误差变化率计算第i台电炉的综合误差。

其中，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算第i台电炉的综合误差：

       $E_i\left(t\right)=(1-k)\·{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{e}_i\left(t\right)+k\·e_i\left(t\right),---\left(3\right)$

其中，k≤1为加权系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在计算多个电炉的控制误差及误差变化率之后，根据公式(3)计算综合误差，从而获取第i个电炉的综合误差E_i(t)。

另外，在本发明的一个实施例中，k≤1为加权系数。其中，k越小表示总体功率波动越小，k越大表示单个电炉的控制效果越好，故k值大小需根据实际工程实际情况在两者之间进行折中选定。

S105，根据第i台电炉的综合误差和误差变化率计算第i台电炉电极的升降幅值，并根据升降幅值驱动电极。

其中，在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算电极的升降幅值：

d_i(t)＝KP·E_i(t)+KI·de_i(t)，(4)

其中，KP为比例控制系数，KI为微分控制系数。

具体地，在本发明的一个实施例中，在获取第i台电炉的综合误差E_i(t)和误差变化率de_i(t)之后，根据公式(4)计算第i台电炉电极的升降幅值d_i，从而确定(t)。

另外，在本发明的一个示例中，KP为比例控制系数，KI为微分控制系数。其中，KP和KI均根据实际控制效果调节。在计算得到第i台电炉电极升降幅值d_i(t)后，由其驱动电极升降，进而使电炉功率得到调节。

在本发明的一个具体实施例中，参照图2所示，本发明实施例的控制流程具体如下：

S201，分别设定各电炉功率设定值P_seti。

首先，分别设定多个电炉的功率设定值P_seti。

S202，实际功率测量。，通过实际功率测量，从而分别获取多个电炉的实际功率值P_acti。

S203，求各电炉误差e_i(t)及变化率de_i(t)。

具体地，分别根据第i个电炉的功率设定值P_seti和实际功率值P_acti通过公式(1)计算第i个电炉的控制误差e_i(t)及误差变化率de_i(t)。

S204，求第i个电炉的综合误差E_i(t)。

进一步地，根据多个电炉的控制误差e_i(t)及误差变化率de_i(t)通过公式(2)计算第i个电炉的综合误差E_i(t)。

S205，计算第i台电炉电极升/降幅值d_i(t)。

进一步地，根据第i台电炉的综合误差E_i(t)和误差变化率de_i(t)通过公式(3)计算电极的升降幅值d_i(t)。

S206，驱动电极提升/下降。

最后，根据升降幅值d_i(t)驱动第i台电炉的电极，实现驱动电极提升或下降。

根据本发明实施例提出的多个电炉运行的功率协调控制方法，首先通过设定每个电炉的功率设定值，并且获取每个电炉的实际功率值，从而计算每个电炉的控制误差及误差变化率，其次通过根据多个电炉的控制误差及误差变化率计算各个电炉的综合误差，从而计算各个电炉电极的升降幅值，实现根据升降幅值驱动电极，在每个电炉的控制中引入总体功率控制指标，使得在对单体电炉满足控制要求的同时，总体功率波动也得到控制，充分考虑到整个冶炼厂的总体功率波动，提高控制精确度，更好地保证供电系统的可靠性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种多个电炉运行的功率协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别设定所述多个电炉的功率设定值P_seti，其中，i为大于零小于等于n的正整数；

分别获取所述多个电炉的实际功率值P_acti；

分别根据第i个电炉的功率设定值P_seti和实际功率值P_acti计算所述第i个电炉的控制误差及误差变化率；

根据所述多个电炉的控制误差及误差变化率计算第i个电炉的综合误差；以及

根据所述第i个电炉的综合误差和所述误差变化率计算电极的升降幅值，并根据所述升降幅值驱动所述第i个电炉的电极。

2.如权利要求1所述的多个电炉运行的功率协调控制方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第i个电炉的控制误差及误差变化率：

e_i(t)＝P_seti(t)-P_acti(t)，

de_i(t)＝e_i(t)-e_i(t-1),i＝1,2,…n，

其中，e_i(t)为控制误差，de_i(t)为误差变化率，t表示时刻，i表示电炉。

3.如权利要求1或2所述的多个电炉运行的功率协调控制方法，其特征在于，根据以下公式计算第i个电炉的综合误差：

$E_i\left(t\right)=(1-k)\·{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{e}_i\left(t\right)+k\·e_i\left(t\right),$

其中，k≤1为加权系数。

4.如权利要求1-3任一项所述的多个电炉运行的功率协调控制方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第i个电炉的电极的升降幅值：

d(t)＝KP·E_i(t)+KI·de_i(t)，

其中，KP为比例控制系数，KI为微分控制系数。