CN105114141B - 单元机组协调控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单元机组协调控制方法和系统。其中，方法包括：根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

Description

单元机组协调控制方法和系统

技术领域

本发明涉及火力发电机组控制技术领域，特别是涉及一种单元机组协调控制方法和系统。

背景技术

大型火电单元机组是一个复合对象，受控过程是一个多输入、多输出的过程，机炉主要特性表现为锅炉是一个相对慢速的响应过程，热惯性较大，而汽轮机则是一个相对快速的响应过程，热惯性较锅炉小得多。在单元机组协调控制系统(Coordinated Control System，CCS)设计中，为了提高主蒸汽压力的稳定性能，减小在变负荷过程中的主蒸汽压力的控制偏差，通常设计有汽机调门延时动作(通常通过机组负荷指令延时来实现)和主蒸汽压力设定值延时动作的逻辑回路，使汽机快速响应特性与锅炉慢速响应特性相协调，以减少主蒸汽压力控制偏差。

在传统CCS系统的设计中，汽机调门和主蒸汽压力设定值的延时时间是固定不变的常数或随机组负荷指令的变化而变化，而在机组变负荷的动态过程中，尤其是在出现煤质变化和磨煤机启动/停止时，锅炉的动态过程特性受多种因素影响不断变化，这种汽机调门延时和主蒸汽压力设定值的延时方案无法很好地使汽机快速响应特性与锅炉慢速响应特性相协调，有时还是会出现较大的主蒸汽压力控制偏差，造成主蒸汽压力控制的过调或欠调，引起锅炉给煤量发生过量调节现象，影响CCS系统的稳定性能。

针对上述问题，有技术提出在汽机负荷调节入口的负荷设定后增加1个纯延时DELAY模块实现汽机调门的延时动作，在主蒸汽压力设定值回路中增加一个四阶惯性环节实现主蒸汽压力设定值延时动作。还有一种现有技术采用四个变参数的惯性环节对由滑压函数所得到的主汽压力设定值进行惯性滤波，延缓在机组变负荷起始时段内主汽压力定值的变化，减小此时段内主汽压力定值与实际汽压的偏差。虽然上述方法能够在一定程度上减少主蒸汽压力控制偏差，但是，在锅炉动态过程特性受多种因素影响变化时，仍然会出现较大的主蒸汽压力控制偏差。

发明内容

基于此，有必要针对锅炉动态过程特性受多种因素影响变化时，主蒸汽压力控制偏差较大的问题，提供一种单元机组协调控制方法和系统。

一种单元机组协调控制方法，包括以下步骤：

根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

一种单元机组协调控制系统，包括：

计算装置，用于根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

第一设置装置，用于根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

第二设置装置，用于根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

调整装置，用于根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

上述单元机组协调控制方法和系统，根据单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对延迟时间进行在线调整。当出现较大的主蒸汽压力控制偏差时，通过在线调整延迟时间，使机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间向有利于减少主蒸汽压力控制偏差的方向变化，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的，避免出现锅炉给煤量过量调节现象，提高单元机组协调控制系统在变负荷工况下的调节品质和稳定性能。

附图说明

图1为典型的传统单元机组协调控制系统的控制原理图；

图2为本发明的单元机组协调控制方法流程图；

图3为本发明的单元机组协调控制系统的控制原理图；

图4为本发明的单元机组协调控制系统的结构示意图；

图5为本发明的计算装置的结构示意图；

图6为本发明的调整装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步描述。

本发明可以在DCS(Distributed Control System，分散控制系统)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、单片机或计算机上编程实现。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

附图1为典型的传统CCS系统控制原理图。机组负荷指令MWD经过一个滑压曲线函数f₁(x)后得到理论目标压力设定值TP_S1，再经过一个叠加模块Σ叠加上一个偏置值Bias得到目标压力设定值TP_S2，然后再经过一个变化速率限制算法块∨≯后形成TP_S3，再经过一个由4个惯性环节组成的传递函数为(式中，S为拉普拉斯算子，下文同)的延时环节4LAG₁(x)后，得到延时后的主蒸汽压力设定值TP_S4，最后经过一个传递函数为盠惯性环节LAG后，最终得到锅炉主控压力PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)调节器入口的主蒸汽压力设定值TP_S，通常主蒸汽压力设定值延时环节4LAG₁(x)的时间常数为固定值，或根据机组负荷指令的变化而变化。主蒸汽压力设定值TP_S与实际主蒸汽压力值PT经过一个求偏差运算模块Δ后，得到主蒸汽压力控制偏差TP_e，TP_e经过锅炉主控压力PID调节器后，与经超前滞后环节LEADLAG之后的机组负荷指令MWD一同，经过叠加模块Σ，最终得到锅炉主控指令BD。

机组负荷指令MWD经过一个由4个惯性环节组成的传递函数为的延时环节4LAG₂(x)，得到汽机主控负荷PID调节器入口处还未加入压力拉回量和一次调频量的负荷设定值MWD₁，再经过一个叠加模块Σ叠加上压力拉回量f(x)和一次调频量后，最终得到汽机主控负荷PID调节器入口的负荷设定值MWD₂，通常机组负荷指令的延时环节4LAG₂(x)的时间常数为固定值，或根据机组负荷指令的变化而变化。机组负荷指令MWD与实际机组负荷指令MW经过一个求偏差运算模块Δ后，再经过汽机主控功率PID调节器后，与经前馈函数f₂(x)之后的机组负荷指令MWD一同，经过叠加模块Σ，最终得到汽机主控指令。

图2为本发明的单元机组协调控制方法流程图。如图2所示，本发明的单元机组协调控制方法具体实现如下：

S1，根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

S2，根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

S3，根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

S4，根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

本发明的单元机组协调控制系统的控制原理图如图3所示。如图3所示，设置锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值，并测量锅炉主控压力PID调节器入口的实际主蒸汽压力值。所述CCS系统的主蒸汽压力控制偏差，可由锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值TP_S减去实际主蒸汽压力TP得到，按以下公式计算：

TP_e＝TP_s-TP (1)

式中，TP_e为CCS系统的主蒸汽压力控制偏差；TP_s为锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值；TP亖实际主蒸汽压力值。

所述第一变化方向和所述第二变化方向可分别为主蒸汽压力设定值经延迟环节后的变化方向和机组负荷指令经延迟环节后的变化方向，其中：

所述经延迟环节后的机组负荷指令，是指机组负荷指令MWD经延迟环节4LAG₂(x)后的MWD₁。MWD为传统CCS系统中的机组负荷指令，延时后的MWD₁同时也是汽机主控负荷PID调节器入口处还未加入压力拉回量和一次调频量的负荷设定值。

所述经延迟环节后的主蒸汽压力设定值，是指主蒸汽压力设定值TP_S3经延迟环节4LAG₁(x)后的TP_S4。TP_S3为传统CCS系统中的主蒸汽压力设定值，是指机组负荷指令MWD经过一个滑压曲线函数f₁(x)后得到理论目标压力设定值TP_S1，再叠加上一个偏置值Bias得到目标压力设定值TP_S2，然后再经过一个变化速率限制算法块后形成的。TP_S3再经过由4个惯性环节串联而构成的延时环节后，得到延时后的TP_S4，延时后的TP_S4再经过一个惯性环节后，最终形成锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值TP_S。

机组负荷指令的延迟环节和主蒸汽压力设定值的延迟环节均为由4个惯性环节串联而构成的延迟环节。

各参数变量可按以下公式计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{TP}}_{s1}=f_1\left(MWD\right)\\ {\mathrm{TP}}_{S2}={\mathrm{TP}}_{S1}+Bias\\ {\mathrm{TP}}_{s3}=VL\left({\mathrm{TP}}_{S2}\right)\\ {\mathrm{TP}}_{S4}=4LAG\left({\mathrm{TP}}_{S3}\right)\end{array}\right.---\left(2\right)$

TP_s＝LAG₁(TP_S4) (3)

MWD₁＝4LAG₂(MWD) (4)

式中，TP_S1为理论目标压力设定值；f₁(x)滑压曲线函数；TP_S2为理论目标压力设定值再叠加上一个偏置值Bias后得到的目标压力设定值；Bias为压力设定的偏置值；TP_S3为传统CCS系统中的主蒸汽压力设定值；函数VL(x)为变化速率限制算法块；TP_S4为延时后的压力设定值；函数4LAG₁(x)为对主蒸汽压力设定值TP_S3进行延时的4个惯性环节串联而构成的第一延迟环节，其传递函数为其中的T_a1为第一延迟环节的第一惯性时间常数，采用变参数方式；TP_S亖锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值；MWD亖传统CCS系统中的机组负荷指令；MWD₁亖延时后的负荷设定值，同时也是汽机主控负荷PID调节器入口处还未加入压力拉回量和一次调频量的负荷设定值；函数4LAG₂(x)为对机组负荷指令MWD进行延时的4个惯性环节串联而构成的第二延迟环节，其传递函数为其中的T_a2为第二延迟环节的第二惯性时间常数，采用变参数方式；函数LAG(x)为惯性环节运算，其传递函数为其中的T_a为惯性时间，T_a的数值根据锅炉实际特性来整定。

本发明的实现方案，在传统CCS系统控制原理图的基础上，增加机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间在线调整部分，如图3所示。根据CCS系统的主蒸汽压力控制偏差、机组负荷指令经延迟环节后的变化方向和主蒸汽压力设定值经延迟环节后的变化方向，对机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整，通过在线修改哨中的T_a2和T_a1，就能够实现机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。采用多阶惯性环节串联来实现延时功能，其优点是延时时间调整方便，只需修改惯性时间常数即可。若采用纯延时算法块，则需要分配大量内存空间来存储中间量数据，除消耗大量存储空间外，还很难做到在线调整。实际上，当串联的多阶惯性环节的阶数n足够大时，纯延时的时间为n倍惯性时间，对于CCS系统，一般采用4阶惯性环节即可满足延时的要求，因此，实际的延时时间为4倍时间常数，即主蒸汽压力设定值的实际延时的时间值等效为4*T_a1，机组负荷指令的实际延时的时间值等效为4*T_a2。

所述的机组负荷指令经延迟环节后的第一变化方向和主蒸汽压力设定值经延迟环节后的第二变化方向，特征为：

原始主蒸汽压力设定值TP_S3减去经延迟环节后的主蒸汽压力设定值TP_S4后的差值大于0时，将所述第一变化方向设为主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的数值增大的第一方向；否则，将所述第一变化方向设为主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的数值减小的第二方向。

原始机组负荷指令MWD与经延迟环节后的机组负荷指令MWD₁的差值大于0时，将所述第二变化方向设为机组负荷指令经第二延迟环节后的数值增大的第三方向；否则，将所述第二方向设为机组负荷指令经第二延迟环节后的数值减小的第四方向。

所述对机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整，使机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间向有利于减少主蒸汽压力控制偏差的方向变化，特征为：

对原始主蒸汽压力设定值TP_S3进行延时的4个惯性环节串联而构成的第一延迟环节的第一惯性时间常数T_a1，采用变参数方式，通过在线修改第一惯性时间常数T_a1，从而实现了主蒸汽压力设定值的延迟时间在线调整。T_a1的数值由下公式计算得到：

$T_{a1}=\left\{\begin{array}{cc}{f}_3\left({\mathrm{TP}}_e\right)& {\mathrm{TP}}_{S3}-{\mathrm{TP}}_{S4}>0\\ f_4\left({\mathrm{TP}}_e\right)& {\mathrm{TP}}_{S3}-{\mathrm{TP}}_{S4}\≤0\end{array}\right.$

式中，f₃(TP_e)是第一变化方向为第一方向(即主蒸汽压力设定值增大方向)时的主蒸汽压力控制偏差TP_e的一维折线函数，其特征为，当TP_e大于0且小于一个正数阈值时，或当TP_e小于0且大于一个负数阈值时，说明主蒸汽压力控制偏差不大，输出值为一个压力延迟时间常数基准值；当TP_e大于正数阈值时，说明在主蒸汽压力设定值增大过程中，实际主蒸汽压力跟踪不上设定值的变化，此时输出值为随TP_e的增大而不断增大，通过增大延迟时间来减缓压力设定值的变化速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的；当TP_e小于负数阈值时，说明在主蒸汽压力设定值增大过程中，实际主蒸汽压力能跟踪上设定值的变化而且还有超前，此时输出值为随TP_e的减少而不断减小，通过减少延迟时间来加快压力设定值的变化速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的。具体的参数整定，需要根据机组的实际特性进行现场试验来确定，如在某台300MW机组的实际应用中，正数阈值为0.2MPa，负数阈值为-0.2MPa，压力延迟时间常数基准值为75秒，具体的f₃(x)参数整定如下表所示：

f3(x)输入	-1	-0.4	-0.2	0.2	0.4	1
							f3(x)输出	60	70	75	75	200	5000

式中，f₄(TP_e)是第一变化方向为第二方向(即主蒸汽压力设定值降低方向)时的主蒸汽压力控制偏差TP_e的一维折线函数，其特征为，当TP_e大于0且小于一个正数阈值时，或当TP_e小于0且大于一个负数阈值时，说明主蒸汽压力控制偏差不大，输出值为一个压力延迟时间常数基准值；当TP_e大于正数阈值时，说明在主蒸汽压力设定值降低的过程中，实际主蒸汽压力能跟踪上设定值的变化而且还有超前，此时输出值为随TP_e的增大而不断减小，通过减少延迟时间来加快压力设定值的变化速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的；当TP_e小于负数阈值时，说明在主蒸汽压力设定值降低的过程中，实际主蒸汽压力跟踪不上设定值的变化，此时输出值为随TP_e的减少而不断增大，通过增大延迟时间来减缓压力设定值的变化速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差。具体的参数整定，需要根据机组的实际特性进行现场试验来确定，如在某台300MW机组的实际应用中，正数阈值为0.2MPa，负数阈值为-0.2MPa，压力延迟时间常数基准值为75秒，具体的f₄(x)参数整定如下表所示：

f4(x)输入	-1	-0.4	-0.2	0.2	0.4	1
							f4(x)输出	5000	200	75	75	70	60

如图3所示，f₃(x)和f₄(x)经过信号选择运算块T。所述信号选择运算块T用于根据高限值比较运算模块H/的差值判定结果，选择f₃(x)或f₄(x)来调节第一延迟环节的第一惯性时间常数T_a1。D、Y和N为信号选择运算块T的引脚名称，其中，D为选择开关(逻辑信号0为选择N端作为输出，逻辑信号1为选择Y端作为输出)。

对机组负荷指令MWD进行延时的4个惯性环节串联而构成的第二延迟环节的第二惯性时间常数T_a2，采用变参数方式，通过在线修改第二惯性时间常数T_a2，从而实现机组负荷指令的延迟时间在线调整。T_a2的数值由下公式计算得到：

$T_{a2}=\left\{\begin{array}{cc}{f}_5\left({\mathrm{TP}}_e\right)& MWD-{\mathrm{MWD}}_I>0\\ f_6\left({\mathrm{TP}}_e\right)& MWD-{\mathrm{MWD}}_I\≤0\end{array}\right.$

式中，f₅(TP_e)是第二变化方向为第三方向(即升负荷方向)时的主蒸汽压力控制偏差TP_e的一维折线函数，其特征为，当TP_e大于0且小于一个正数阈值时，或当TP_e小于0且大于一个负数阈值时，说明主蒸汽压力控制偏差不大，输出值为一个负荷延迟时间常数基准值；当TP_e大于正数阈值时，说明升负荷过程中，实际主蒸汽压力跟踪不上设定值的变化，此时输出值为随TP_e的增大而不断增大，通过增大延迟时间来减缓负荷指令的变化，降低汽轮机升负荷的速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的；当TP_e小于负数阈值时，说明升负荷过程中，实际主蒸汽压力能跟踪上设定值的变化而且还有超前，此时输出值为随TP_e的减少而不断减小，通过减少延迟时间来加快负荷指令的变化，加快汽轮机升负荷的速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的。具体的参数整定，需要根据机组的实际特性进行现场试验来确定，如在某台300MW机组的实际应用中，正数阈值为0.3MPa，负数阈值为-0.3MPa，负荷延迟时间常数基准值为15秒，具体的f₅(x)参数整定如下表所示：

f5(x)输入	-10	-1	-0.3	0.3	1	10
							f5(x)输出	4	12	15	15	23	40

再如在某台1000MW机组的实际应用中，正数阈值为0.3MPa，负数阈值为-0.3MPa，负荷延迟时间常数基准值为15秒，具体的f₅(x)参数整定如下表所示：

f5(x)输入	-1.5	-0.3	0.3	1.5	1.6
						f5(x)输出	8	15	15	23	24

式中，f₆(TP_e)是第二变化方向为第四方向(即降负荷方向)时的主蒸汽压力控制偏差TP_e的一维折线函数，其特征为，当TP_e大于0且小于一个正数阈值时，或当TP_e小于0且大于一个负数阈值时，说明主蒸汽压力控制偏差不大，输出值为一个负荷延迟常数基准值；当TP_e且大于一个正数阈值时，说明降负荷过程中，实际主蒸汽压力能跟踪上设定值的变化而且还有超前，此时输出值为随TP_e的增大而不断减少，通过减少延迟时间来加快负荷指令的变化，加快汽轮机降负荷的速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的；当TP_e小于一个负数阈值时，说明降负荷过程中，实际主蒸汽压力跟踪不上设定值的变化，此时输出值为随TP_e的减少而不断增大，通过增大延迟时间来减缓负荷指令的变化，降低汽轮机降负荷的速度，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的。具体的参数整定，需要根据机组的实际特性进行现场试验来确定，如在某台300MW机组的实际应用中，正数阈值为0.3MPa，负数阈值为-0.3MPa，负荷延迟时间常数基准值为15秒，具体的f₆(x)参数整定如下表所示：

f6(x)输入	-10	-1	-0.3	0.3	1	10
							f6(x)输出	40	23	15	15	12	4

再如在某台1000MW机组的实际应用中，正数阈值为0.3MPa，负数阈值为-0.3MPa，负荷延迟时间常数基准值为15秒，具体的f₆(x)参数整定如下表所示：

f6(x)输入	-1.5	-0.3	0.3	1.5	1.6
						f6(x)输出	24	15	15	7	8

如图3所示，f₅(x)和f₆(x)经过信号选择运算块T。所述信号选择运算块T用于根据高限值比较运算模块H/的差值判定结果，选择f₃(x)或f₄(x)来调节第二延迟环节的第二惯性时间常数T_a2。D、Y和N为信号选择运算块T的引脚名称，其中，D为选择开关(逻辑信号0为选择N端作为输出，逻辑信号1为选择Y端作为输出)。

图3中其他模块的功能与图1类似，此处不再赘述。

实施本发明，能够很好地使汽机快速响应特性与锅炉慢速响应特性相协调，从而减少CCS系统的主蒸汽压力控制偏差，避免出现锅炉给煤量过量调节现象，提高CCS系统在变负荷工况下的调节品质和稳定性能。如在某台300MW机组在实施本发明之前，进行了制粉系统和燃烧器改造，采用直吹式制粉系统代替原来的储仓式制粉系统，但由于制粉系统的大滞后特性特别严重，改造后CCS系统经常出现较大的主蒸汽压力控制偏差和锅炉给煤量的大幅度波动，造成该机组的CCS系统和AGC功能无法投运长达2年多。通过采用本发明对该机组的CCS系统进行改造后，顺利地投入了CCS系统和AGC功能，而且CCS系统控制平稳，不再出现较大的主蒸汽压力控制偏差和锅炉给煤量的大幅度波动的问题，很好地解决了该机组制粉系统改造后一直以来未能投入CCS系统的问题。

本发明的单元机组协调控制方法根据主蒸汽压力控制偏差、机组负荷指令经延迟环节后的变化方向和主蒸汽压力设定值经延迟环节后的变化方向，对延迟时间进行在线调整。当出现较大的主蒸汽压力控制偏差时，通过在线调整延迟时间，使机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间向有利于减少主蒸汽压力控制偏差的方向变化，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的，避免出现锅炉给煤量过量调节现象，提高CCS系统在变负荷工况下的调节品质和稳定性能。

下面结合附图对本发明的单元机组协调控制系统的实施例做进一步描述。

图4为本发明的单元机组协调控制系统的结构示意图。如图4所示，本发明的单元机组协调控制系统包括：

计算装置10，用于根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

第一设置装置20，用于根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

第二设置装置30，用于根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

调整装置40，用于根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

其中，所述计算装置10包括：

第一设置单元101，用于设置锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值；

测量单元102，用于测量锅炉主控压力PID调节器入口的实际主蒸汽压力值；

第二设置单元103，用于将所述主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值的差值设置为所述单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差。

其中，所述调整装置40包括：

第一修改单元401，用于根据第一函数和第二函数修改第一延迟环节的第一惯性时间常数；其中，所述第一函数是第一变化方向为第一方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第二函数是第一变化方向为第二方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

第二修改单元402，用于根据第三函数和第四函数修改第二延迟环节的第二惯性时间常数；其中，所述第三函数是第二变化方向为第三方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第四函数是第二变化方向为第四方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

调整单元403，用于通过修改后的第一惯性时间常数和第二惯性时间常数，对机组负荷指令的延迟时间和主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

本发明的单元机组协调控制系统根据主蒸汽压力控制偏差、机组负荷指令经延迟环节后的变化方向和主蒸汽压力设定值经延迟环节后的变化方向，对延迟时间进行在线调整。当出现较大的主蒸汽压力控制偏差时，通过在线调整延迟时间，使机组负荷指令和主蒸汽压力设定值的延迟时间向有利于减少主蒸汽压力控制偏差的方向变化，从而达到减少主蒸汽压力控制偏差的目的，避免出现锅炉给煤量过量调节现象，提高CCS系统在变负荷工况下的调节品质和稳定性能。

本发明的单元机组协调控制系统与本发明的单元机组协调控制方法一一对应，在上述单元机组协调控制方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于单元机组协调控制系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种单元机组协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置原始主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和原始主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

2.根据权利要求1所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差的步骤包括：

设置锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值；

测量锅炉主控压力PID调节器入口的实际主蒸汽压力值；

将所述锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值的差值设置为所述单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差。

3.根据权利要求1所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置原始主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向的步骤包括：

当原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值大于0时，将所述第一变化方向设为原始主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的数值增大的第一方向；否则，将所述第一变化方向设为原始主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的数值减小的第二方向。

4.根据权利要求1所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向的步骤包括：

当原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值大于0时，将所述第二变化方向设为机组负荷指令经第二延迟环节后的数值增大的第三方向；否则，将所述第二变化方向设为机组负荷指令经第二延迟环节后的数值减小的第四方向。

5.根据权利要求1所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和原始主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整的步骤包括：

根据第一函数和第二函数修改第一延迟环节的第一惯性时间常数；其中，所述第一函数是第一变化方向为第一方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第二函数是第一变化方向为第二方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

根据第三函数和第四函数修改第二延迟环节的第二惯性时间常数；其中，所述第三函数是第二变化方向为第三方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第四函数是第二变化方向为第四方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

通过修改后的第一惯性时间常数和第二惯性时间常数，对机组负荷指令的延迟时间和原始主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

6.根据权利要求5所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据第一函数和第二函数修改第一延迟环节的第一惯性时间常数的步骤包括：

根据如下公式修改第一惯性时间常数：

$T_{a1}=\left\{\begin{array}{cc}{f}_3\left({\mathrm{TP}}_e\right)& {\mathrm{TP}}_{S3}-{\mathrm{TP}}_{S4}>0\\ f_4\left({\mathrm{TP}}_e\right)& {\mathrm{TP}}_{S3}-{\mathrm{TP}}_{S4}\≤0\end{array}\right.;$

式中，f₃(TP_e)为第一函数；f₄(TP_e)为第二函数；T_a1为第一惯性时间常数；TP_e为主蒸汽压力控制偏差；TP_S3为原始主蒸汽压力设定值；TP_S4为经延迟环节后的主蒸汽压力设定值。

7.根据权利要求5所述的单元机组协调控制方法，其特征在于，根据第三函数和第四函数修改第二延迟环节的第二惯性时间常数的步骤包括：

根据如下公式修改第二延迟环节的第二惯性时间常数：

$T_{a2}=\left\{\begin{array}{cc}{f}_5\left({\mathrm{TP}}_e\right)& MWD-{\mathrm{MWD}}_1>0\\ f_6\left({\mathrm{TP}}_e\right)& MWD-{\mathrm{MWD}}_1\≤0\end{array}\right.;$

式中，f₅(TP_e)为第三函数；f₆(TP_e)为第四函数；T_a2为第二惯性时间常数；TP_e为主蒸汽压力控制偏差；MWD为原始机组负荷指令；MWD₁为经延迟环节后的机组负荷指令。

8.一种单元机组协调控制系统，其特征在于，包括：

计算装置，用于根据锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值，计算单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差；

第一设置装置，用于根据原始主蒸汽压力设定值与经延迟环节后的主蒸汽压力设定值的差值设置原始主蒸汽压力设定值经第一延迟环节后的第一变化方向；

第二设置装置，用于根据原始机组负荷指令与经延迟环节后的机组负荷指令的差值设置机组负荷指令经第二延迟环节后的第二变化方向；

调整装置，用于根据所述主蒸汽压力控制偏差、第一变化方向和第二变化方向，对机组负荷指令的延迟时间和原始主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。

9.根据权利要求8所述的单元机组协调控制系统，其特征在于，所述计算装置包括：

第一设置单元，用于设置锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值；

测量单元，用于测量锅炉主控压力PID调节器入口的实际主蒸汽压力值；

第二设置单元，用于将所述锅炉主控压力PID调节器入口的主蒸汽压力设定值与实际主蒸汽压力值的差值设置为所述单元机组协调控制系统的主蒸汽压力控制偏差。

10.根据权利要求8所述的单元机组协调控制系统，其特征在于，所述调整装置包括：

第一修改单元，用于根据第一函数和第二函数修改第一延迟环节的第一惯性时间常数；其中，所述第一函数是第一变化方向为第一方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第二函数是第一变化方向为第二方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

第二修改单元，用于根据第三函数和第四函数修改第二延迟环节的第二惯性时间常数；其中，所述第三函数是第二变化方向为第三方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；所述第四函数是第二变化方向为第四方向时的主蒸汽压力控制偏差的一维折线函数；

调整单元，用于通过修改后的第一惯性时间常数和第二惯性时间常数，对机组负荷指令的延迟时间和原始主蒸汽压力设定值的延迟时间进行在线调整。