CN105275509B - 火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统，根据机前压力、机前压力设定值、一次调频指令、火电机组负荷值以及火电机组负荷设定值，获得的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，对汽轮机进行控制，能有效减少火电机组负荷偏差，控制积分调节，实现CCS系统的稳定，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，减少火电机组负荷偏差，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。

Description

火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力领域，特别涉及一种火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统。

背景技术

单元机组协调控制系统(CCS)作为锅炉-汽轮机系统的控制中枢，已经成为现代电站自动化系统中最为核心的组成单元。CCS将火电机组的锅炉控制系统和汽轮机控制系统作为一个整体、互相协调配合地进行控制，使锅炉和汽轮机尽快地共同适应电网频率变化的需要，且共同保持火电机组安全、稳定运行的控制系统。但CCS系统是一个复杂的多变量控制系统，内部存在复杂的关联性，机炉控制回路间的耦合特性使得系统较难取得良好的控制品质。

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。当锅炉侧发生一个微小的扰动时，会打破锅炉-汽轮机之间的能量平衡，汽轮机功率调节系统能够迅速调整调门开度以消除火电机组负荷偏差，但锅炉的慢速响应和大惯性特性无法与汽轮机功率调节系统相适应，造成主蒸汽压力以及主蒸汽温度等主要火电机组运行参数周期性波动，锅炉给煤率和汽轮机调门开度也跟随着周期性地波动，CCS系统需要很长的时间才能使火电机组恢复到稳定状态，不利于火电机组的经济运行。

常规CCS系统主要是通过汽轮机调节火电机组负荷，采用比例-积分-微分调节器(PID)，为了能够快速消除火电机组负荷控制偏差，PID参数需要整定得比较强。加强积分的调节作用，有利于消除火电机组负荷控制偏差，但过强的积分调节作用，会加速锅炉蓄热的消耗，增加了锅炉-汽轮机之间的不平衡，使得系统很难达到稳定状态。例如，当锅炉的热负荷与汽轮机热负荷的需求存在差异时，汽轮机侧调门开度会不断地动作，持续地消耗锅炉的蓄热来维持火电机组负荷，其结果是机前压力持续地向一个方向变化，表现出来的特性类似一个积分环节，具有不平衡的特性，而锅炉侧的调节一般以机前压力偏差作为调节的依据，但此时的机前压力控制偏差已经无法体现出初始时的锅炉与汽轮机之间的具体热负荷差异量，必然造成锅炉给煤率的过调，难以消除机前压力控制偏差，引发系统周期性的波动，CCS系统需要很长的时间才能使火电机组恢复到稳定状态。减弱积分的调节作用，降低汽轮机对锅炉蓄热的利用速率，有利于CCS系统的稳定，但却难以消除火电机组负荷控制偏差。加强比例的调节作用，有利于减少火电机组负荷控制偏差，而且汽轮机的比例调节作用对锅炉蓄热的利用是一个与压力偏差值成比例的定量，不存在持续消耗锅炉蓄热的问题，单纯的比例作用对机前压力特性来说，是具有自平衡特性的，因此，加强比例作用，对减少负荷控制偏差和锅炉的稳定性来说，是有利的。但由于受汽轮机负荷控制对象特性的影响，过强的比例调节作用，又会引起火电机组功率振荡，不利于CCS系统的稳定，甚至还会引发电网的低频振荡，危害性更大。

发明内容

基于此，有必要针对CCS系统不稳定且难以消除火电机组负荷偏差导致火电机组不稳定的问题，提供一种有效消除火电机组负荷偏差的同时提高CCS系统稳定运行的火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统。

一种火电机组的汽轮机调门开度控制方法，包括以下步骤：

获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令；

根据所述火电机组负荷值、所述火电机组负荷设定值、所述机前压力、所述机前压力设定值以及所述一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量；

根据所述汽轮机主控调节指令的前馈分量、所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量、所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及所述汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令；

根据所述汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

本发明还提供一种火电机组的汽轮机调门开度控制系统，包括：

获取模块，用于获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令；

第一计算模块，用于根据所述火电机组负荷值、所述火电机组负荷设定值、所述机前压力、所述机前压力设定值以及所述一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量；

第二计算模块，用于根据所述汽轮机主控调节指令的前馈分量、所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量、所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及所述汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令；

调节模块，用于根据所述汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

上述火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取四个控制汽轮机主控调节指令的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，从而实现对汽轮机调门开度的控制，根据获得的汽轮机主控调节指令的前馈分量对汽轮机的控制，能有效减少火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的积分运算分量对汽轮机的控制，能有效控制积分调节，实现CCS系统的稳定，根据获得的汽轮机主控调节指令的比例运算分量对汽轮机的控制，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，同时，能减少稳态下的火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量对汽轮机的控制，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。通过上述四种分量获得汽轮机主控调节指令对汽轮机调门开度进行控制，克服了传统的PID调节器过强的积分作用和过强的比例作用对CCS系统造成的不稳定影响，且能有效地减少火电机组负荷偏差，确保火电机组的稳定性。

附图说明

图1为一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制方法的流程图；

图2为另一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制方法的子流程图；

图3为火电机组的汽轮机调门开度控制框图；

图4为一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制系统的模块图；

图5为另一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制系统的子模块图。

具体实施方式

火电机组是利用煤、石油以及天然气等作为燃料生产电能，基本生产过程是首先燃料在锅炉中燃烧加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽通过管道引到汽轮机，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，并从汽轮机中间合适的压力部分抽出一些蒸汽向周围供热用户提供热源，然后汽轮机带动发电机旋转，发电机被驱动后就可以发出电力了，将机械能转变成电能，当发电机并网时，将产生的电能输出至电网。在锅炉-汽轮机系统中，包括多个控制系统，例如，单元机组协调控制系统(CCS)以及分散控制系统DCS(Distributed Control System)。

请参阅图1，提供一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，包括如下步骤：

S100：获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令。

在锅炉-汽轮机系统中，实时获取火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，一般情况下，实时采集周期为100毫秒，通过从锅炉-汽轮机系统的DCS系统中实时采集，为后续获取汽轮机主控调节指令提供依据，火电机组负荷值表示火电机组输出功率值，机前压力表示汽轮机入口处的压力，一次调频表示根据电网频率的变化，自发的进行调整火电机组负荷值以恢复电网频率。火电机组负荷设定值是由CCS系统根据中调的负荷需求设置的，即是限速后的实际负荷指令，机前压力设定值是根据滑压曲线以及负荷指令得到的，其中，滑压曲线为机前压力与负荷指令之间的关系曲线。

S200：根据火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

获取火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值后，可根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，计算获得决定汽轮机主控调节指令值大小的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，为后续计算汽轮机主控调节指令提供数据依据。

S300：根据汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令。

获取得到汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量后，根据这些分量计算获得汽轮机主控调节指令。

S400：根据汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

为使锅炉-汽轮机系统稳定运行的控制过程中，一方面可通过控制锅炉的给煤率，另一方面可通过控制汽轮机调门开度，汽轮机调门是控制汽轮机转速和输出功率的阀门，改变进入汽轮机的蒸汽量来实现转速和功率的控制。为了保证转速和输出功率的连续及稳定，汽轮机通常采用多个阀门，依次开启或关闭的方式达到目的，根据汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度，以确保主蒸汽压力以及主蒸汽温度等参数的稳定，从而控制锅炉-汽轮机系统的稳定。

上述火电机组的汽轮机调门开度控制方法，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取四个控制汽轮机主控调节指令的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，从而实现对汽轮机调门开度的控制，根据获得的汽轮机主控调节指令的前馈分量对汽轮机的控制，能有效减少火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的积分运算分量对汽轮机的控制，能有效控制积分调节，实现CCS系统的稳定，根据获得的汽轮机主控调节指令的比例运算分量对汽轮机的控制，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，同时，能减少稳态下的火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量对汽轮机的控制，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。通过上述四种分量获得汽轮机主控调节指令对汽轮机调门开度进行控制，克服了传统的PID调节器过强的积分作用和过强的比例作用对CCS系统造成的不稳定影响，且能有效地减少火电机组负荷偏差，确保火电机组的稳定性。

请参阅图2，在其中一个实施例中，根据火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量的步骤S200包括：

S210：根据机前压力以及机前压力设定值，获取机前压力的偏差，并根据机前压力的偏差、一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的前馈分量。

根据机前压力以及机前压力设定值，可获得机前压力的偏差，根据机前压力的偏差、一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获得汽轮机主控调节指令的前馈分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效减少火电机组负荷偏差。

S220：根据机前压力的偏差、一次调频指令、火电机组负荷值以及火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量。

根据该机前压力的偏差、一次调频指令、火电机组负荷值以及火电机组负荷设定值，获得汽轮机主控调节指令的积分运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效控制积分调节，实现CCS系统的稳定。

S230：根据火电机组负荷设定值以及火电机组负荷值，获取火电机组负荷的偏差，并根据火电机组负荷的偏差以及机前压力，获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量。

根据火电机组负荷值与火电机组负荷设定值，获得火电机组负荷的偏差，根据该火电机组负荷的偏差以及机前压力，获得汽轮机主控调节指令的比例运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，同时，能减少稳态下的火电机组负荷偏差。

S240：根据机前压力的偏差，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

根据机前压力的偏差，获得汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。

在其中一个实施例中，获取汽轮机主控调节指令的具体公式为：

TD＝TD_F+TD_I+TD_KP+TD_TPE。

式中，TD为汽轮机主控调节指令，TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。汽轮机主控调节指令考虑了多种分量，且这些分量是通过火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值获得的，从而根据通过这些分量获得的汽轮机主控调节指令对汽轮机调门开度进行调节，能够有效克服过强的积分作用和过强的比例作用对CCS系统造成的不稳定影响，且能有效地减少火电机组负荷偏差，从而确保实现火电机组的稳定性。

在其中一个实施例中，获取汽轮机主控调节指令的前馈分量的具体公式为：

TD_F＝f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))；

式中，TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，N_s为火电机组负荷设定值，PFD为一次调频指令，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)的一维折线函数。

根据机前压力的偏差TP-TP_s，通过上述计算公式获得汽轮机主控调节指令的前馈分量TD_F，有利于CCS系统稳态时的稳定调节，也可减少火电机组负荷控制偏差，且能防止过多的利用锅炉蓄热而造成不稳。

在其中一个实施例中，获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_I=\frac{1}{T_i}\∫\{f_3\[N_s+PFD+f_2(TP-{\mathrm{TP}}_s)-N\]\}dt.$

式中，TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，T_i为积分时间，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，N为火电机组负荷值，N_s为火电机组负荷设定值，PFD为一次调频指令，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N的一维折线函数，∫{f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]}dt表示对f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]的积分。

根据机前压力的偏差TP-TP_s，通过f₂(TP-TP_s)作用，获得第一火电机组负荷控制偏差值N_e，N_e＝N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N，再通过f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]可实现第一火电机组负荷控制偏差值N_e积分运算前的不灵敏区和限幅处理，实现小偏差下减弱积分作用，大偏差下限制积分作用速率等，防止积分运算过调而出现不稳定，有利于火电机组运行的稳定。

在其中一个实施例中，获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_{KP}=LAG\left(f_4\right(\left(N_s-N\right)*\frac{{\mathrm{TP}}_0}{TP}*K_P\left)\right).$

式中，TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，N_s为火电机组负荷设定值，N为火电机组负荷值，TP为机前压力，TP₀为额定机前压力，K_P为比例系数，表示自变量为的一维折线函数，表示对的一阶惯性环节运算函数，其传递函数为其中，T_g为惯性时间常数，S为拉普拉斯算子。

通过一维折线函数的处理，实现火电机组负荷偏差的比例控制量的限幅处理，防止过大的偏差引起系统不稳定，通过惯性滤波处理，实现对汽轮机功率控制对象的串联补偿，提高控制系统的稳定性能，能够有效消除比例调节作用引起的功率振荡现象。

在其中一个实施例中，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量的具体公式为：

TD_TPE＝LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]；

式中，TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]为对f₂(TP-TP_s)的超前-滞后环节运算函数，其传递函数为其中，T_d为超前环节时间常数，T_G为滞后环节时间常数，S为拉普拉斯算子。优选地，T_d取值为60秒，T_G取值为60秒。

采用超前-滞后环节运算函数的作用是对f₂(TP-TP_s)进行一定的超前量，有利于机前压力的稳定，减少锅炉侧的扰动。

在其中一个实施例中，汽轮机主控调节指令的比例运算分量计算中的惯性时间常数T_g取值为汽轮机功率控制模型对象时间常数值的2～5倍，优选地，T_g取值为30秒。

在其中一个实施例中，由于汽轮机主控调节指令的量纲单位为工程单位MW，而有些汽轮机调门开度控制回路接收的指令量纲单位不是MW，而是百分比，则用TD与火电机组额定功率作除法运算将量纲单位MW转换为量纲单位百分比后，再送到汽轮机调门开度控制回路对汽轮机调门开度控制，具体计算公式为：

${\mathrm{TD}}^{*}=\frac{TD}{P_0}\×100\%.$

式中，TD表示量纲单位为MW的汽轮机调门开度控制指令，TD^*表示量纲单位为百分比的汽轮机调门开度控制指令，P₀为火电机组额定功率。

下面以具体实施例对上述火电机组的汽轮机调门开度控制方法加以说明。

请参阅图3，本具体实施例提供的技术方案根据火电机组负荷设定值、火电机组负荷值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令来获得汽机主控调节指令，由汽机主控调节指令来调节汽轮机的调门，确保主蒸汽压力以及主蒸汽温度的稳定，提高了CCS系统稳定性以及调节品质。

首先，根据火电机组负荷设定值、火电机组负荷值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令，获取汽机主控调节指令的前馈分量，具体实施步骤如下：

1.1)实时获取火电机组负荷设定值N_s、火电机组负荷值N、机前压力TP、机前压力设定值TP_s以及一次调频指令PFD。

1.2)将火电机组负荷设定值N_s和一次调频指令PFD进行求和处理，将求和处理后的结果保存到变量N_s1中，变量N_s1为包含了一次调频指令的火电机组功率设定值，变量N_s1的具体计算公式为：

N_s1＝N_s+PFD。

1.3)将机前压力TP和机前压力设定值TP_S进行减法处理，得到机前压力控制偏差并保存到变量TP_e中，具体计算公式为：

TP_e＝TP-TP_s。

1.4)对上述得到的机前压力控制偏差TP_e进行一维折线函数运算处理，得到与火电机组负荷值N具有相同量纲单位的压力拉回调节量TP_emw，具体计算公式为：

TP_emw＝f₂(TP_e)。

f₂(x)为一维折线函数，x为输入变量，可用其他数值替换，在上式中，f₂(TP_e)为利用TP_e替换x作为输入的一维折线函数输出，与上述f₂(TP-TP_s)对应，实现机前压力控制偏差TP_e的不灵敏区设置和从压力变量单位MPa到负荷单位MW的量程转换处理，具体的参数整定，根据火电机组的容量和类型来确定，如在某台1000MW超超临界火电机组的实际应用中，f₂(TP_e)参数整定如表1所示。

表1

在表1中，机前压力控制偏差TP_e在[-0.1，0.1]范围内时，压力拉回调节量TP_emw保持在[-3，3]之间，有力于CCS系统稳态时的稳定调节。机前压力控制偏差TP_e在[-0.8，-0.1]和[0.1，0.8]范围内时，压力拉回调节量TP_emw比较小，目的是减少火电机组负荷控制偏差。机前压力控制偏差TP_e大于0.8或小于-0.8后，压力拉回调节量TP_emw又开始加大，防止过多的利用锅炉蓄热而造成不稳。

1.5)将上述得到的包含了一次调频指令的火电机组频率设定值N_s1和上述得到的压力拉回调节量TP_emw作求和处理，得到包含了一次调频指令和压力拉回调节量的负荷设定值并保存到变量N_s2中，具体计算公式为：

N_s2＝N_s1+TP_emw。

1.6)对上述得到的包含了一次调频指令和压力拉回调节量的负荷设定值N_s2作进行一维折线函数运算处理，得到汽机主控调节指令的前馈分量TD_F，具体计算公式为：

TD_F＝f₁(N_s2)。

f₁(x)为一维折线函数，x为输入变量，可用其他数值替换，在上式中，f₁(N_s2)为利用N_s2替换x作为输入的一维折线函数输出，与上述f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))对应，具体的函数参数整定，是根据火电机组的容量和特性来确定，如在某台1000MW超超临界火电机组的实际应用中，f₁(N_s2)参数整定如表2所示。

表2

然后，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量，具体实施步骤如下：

2.1)对上述得到的含了一次调频指令和压力拉回调节量的负荷设定值N_s2和火电机组负荷值N作减法处理，得到第一火电机组负荷控制偏差值并保存到变量N_e中，具体计算公式为：

N_e＝N_s2-N。

2.2)对上述得到的第一火电机组负荷控制偏差值N_e进行一维折线函数运算处理，得到具有不灵敏区和限幅的积分运算的偏差输入量N^* _e，具体计算公式为：

N^* _e＝f₃(N_e)。

f₃(x)为一维折线函数，x为输入变量，可用其他数值替换，在上式中，f₃(N_e)为利用N_e替换x作为输入的一维折线函数输出，与上述f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]对应，实现第一火电机组负荷控制偏差值N_e积分运算前的不灵敏区和限幅处理，实现小偏差下减弱积分作用，大偏差下限制积分作用速率等，有利于火电机组运行的稳定。具体的函数参数整定，根据火电机组的容量和现场试验来确定，如在某台1000MW超超临界火电机组的实际应用中，f₃(N_e)参数整定如表3所示。

表3

在表3中，第一火电机组负荷控制偏差值N_e在[-3，3]范围内时，函数f₃(x)的输出为0MW，即f₃(N_e)为0MW，此区间为不灵敏区，在此区间内，积分调节作用停止，火电机组负荷控制由比例作用完成，这种控制方法有利于CCS系统的稳定；当第一火电机组负荷控制偏差值N_e在[-30，-3]和[3，30]范围内时，函数f₃(x)的输出与输入对应，当第一火电机组负荷控制偏差值N_e在大于30或小于-30后，函数f₃(x)的输出分别保持为30或-30不变，此区间为限幅区，保持积分作用的速率不变，防止大偏差下引起较大的积分作用速率而引起CCS系统的不稳定。

2.3)对上述得到的具有不灵敏区和限幅的积分运算的偏差输入量N^* _e进行积分运算处理，得到汽机主控调节指令的积分运算分量TD_I，具体计算公式为：

${\mathrm{TD}}_I=\frac{1}{T_i}\∫{N^{*}}_{e}dt.$

式中，∫(x)dt为对x的积分运算，上式∫N^* _edt表示对N^* _e的积分运算，T_i为积分时间，是通过现场试验来确定具体值，一般取值15～60秒。

再然后，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量。

3.1)对火电机组负荷设定值N_s和火电机组负荷值N作减法处理，得到第二火电机组负荷控制偏差值N_ek，具体计算公式为：

N_ek＝N_s-N。

第二火电机组负荷控制偏差值N_ek并不包含有压力拉回调节量，仅仅是火电机组负荷设定值N_s和火电机组负荷值N的差值。

3.2)用火电机组的额定机前压力值除以机前压力TP，得到基于机前压力补偿的比例增益补偿系数K_TP，具体计算公式为：

$K_{TP}=\frac{{\mathrm{TP}}_0}{TP}.$

式中，TP₀为火电机组的额定机前压力值。在火电机组滑压运行中，机前压力是根据不同负荷而变化的，而根据蒸汽流量与汽轮机调门开度和机前压力成正比的关系，不同的机前压力，系统的开环增益是不同的，因此，用额定机前压力值与实际机前压力的比值来对比例增益补偿进行修正，能够对机前压力的变化造成的开环增益变化进行完全补偿，保持不同负荷工况下相同的比例调节作用，有利于减少火电机组负荷控制偏差。

3.3)将上述得到的第二火电机组负荷控制偏差值N_ek乘以一个比例系数K_P后，再乘以上述得到的比例增益补偿系数K_TP，然后再进行一维折线函数运算处理，得到限幅后的火电机组负荷偏差的比例控制量N_ekpf，具体计算公式为：

N_ekpf＝f₄(N_ek*K_p*K_TP)。

式中，f₄(x)为一维折线函数，用于进行限幅处理，x为输入变量，可用其他数值替换，在上式中，f₄(N_ek*K_p*K_TP)为利用N_ek*K_p*K_TP替换x作为输入的一维折线函数输出，与上述对应，实现火电机组负荷偏差的比例控制量的限幅处理，防止过大的偏差引起系统不稳定。具体的函数参数整定，根据火电机组的容量和现场试验来确定，如在某台1000MW超超临界火电机组的实际应用中，f₄(N_ek*K_p*K_TP)参数整定如表4所示。

表4

在表4中，函数f₄(x)输入在[-30，30]范围内时，输出进行了一定的放大，目的是减少稳态下的负荷控制偏差，函数f₄(x)输入在[-30，-100]范围时，输出在[-130，-50]，函数f₄(x)输入在[30，100]范围内时，输出在[50，130]范围，当函数f₄(x)输入大于100或小于-100后，输出分别保持130或-130不变，此区间为限幅区。

通过设置比例系数K_P的数值，就能得到不同的比例调节效果，比例系数K_P的具体数值根据火电机组负荷控制对象特性进行现场试验来整定，一般取值范围为2～10。

3.4)对上述得到的限幅后的火电机组负荷偏差的比例控制量N_ekpf进行惯性滤波处理，得到汽机主控调节指令的比例运算分量TD_KP，具体计算公式为：

TD_KP＝LAG(N_ekpf)。

式中，LAG为一阶惯性环节运算函数，其传递函数为其中，T_g为惯性时间常数，S为拉普拉斯算子。一阶惯性环节运算函数是用于对限幅后的火电机组负荷偏差的比例控制量N_ekpf进行惯性滤波处理，实现对汽轮机功率控制对象的串联补偿，提高控制系统的稳定性能。T_g取值为2～5倍汽轮机功率控制模型对象时间常数值为宜，优选地，T_g取值为30秒。

对限幅后的火电机组负荷偏差的比例控制量N_ekpf进行了一阶惯性滤波处理，实现了汽轮机功率控制对象的串联补偿，提高控制系统的稳定性能。因此，比例系数K_P可以设置得比较大，以减少负荷控制偏差，而且由于对汽轮机功率控制对象进行了串联补偿，较大的比例系数K_P并不会引起功率振荡，不会影响到CCS系统的稳定性。比例系数K_P具体数值的设置可根据现场试验来确定，优选地，K_P取值范围为2～10。加强比例的调节作用，有利于减少火电机组负荷控制偏差，而且汽轮机的比例调节作用对锅炉蓄热的利用是一个与压力偏差值成比例的定量，不存在持续消耗锅炉蓄热的问题，单纯的比例作用对机前压力特性来说，是具有自平衡特性的，因此，加强比例作用，对减少负荷控制偏差和锅炉的稳定性来说，是有利的。

再次，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，具体实施步骤如下：

4.1)对上述得到的压力拉回调节量TP_emw进行超前-滞后处理后，得到汽机主控调节指令的机前压力偏差运算分量TD_TPE，具体计算公式为：

TD_TPE＝LEADLAG(TP_emw)

式中，LEADLAG为超前-滞后环节运算函数，其传递函数为其中，T_d为超前环节时间常数，T_G为滞后环节时间常数，S为拉普拉斯算子。采用超前-滞后环节运算函数的作用是对压力拉回调节量TP_emw进行一定的超前量，有利于机前压力的稳定，减少锅炉侧的扰动，优选地，T_d取值为60秒，T_G取值为60秒。

最后，将上述得到汽机主控调节指令的前馈分量TD_F、汽机主控调节指令的积分运算分量TD_I、汽机主控调节指令的比例运算分量TD_KP以及汽机主控调节指令的机前压力偏差运算量TD_TPE进行求和处理，得到汽机主控调节指令TD，由汽机主控调节指令TD来调节汽轮机的调门，以控制汽轮机调门开度，具体计算公式为：

TD＝TD_F+TD_I+TD_KP+TD_TPE。

此处汽机主控调节指令TD的量纲单位为工程单位MW，而有些汽轮机调门开度控制回路接收的指令量纲单位不是MW，而是百分比，则用TD与火电机组额定功率作除法运算将量纲单位MW转换为量纲单位百分比后，再送到汽轮机调门开度控制回路对汽轮机调门开度控制，具体计算公式为：

${\mathrm{TD}}^{*}=\frac{TD}{P_0}\×100\%.$

式中，TD表示量纲单位为MW的汽轮机调门开度控制指令，TD^*表示量纲单位为百分比的汽轮机调门开度控制指令，P₀为火电机组额定功率。

请参阅图4，提供一种实施方式的火电机组的汽轮机调门开度控制系统，包括：

获取模块100，用于获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令。

在锅炉-汽轮机系统中，实时获取火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，一般情况下，实时采集周期为100毫秒，通过从锅炉-汽轮机系统的DCS系统中实时采集，为后续获取汽轮机主控调节指令提供依据，火电机组负荷值表示火电机组输出功率值，机前压力表示汽轮机入口处的压力，一次调频表示根据电网频率的变化，自发的进行调整火电机组负荷值以恢复电网频率。火电机组负荷设定值是由CCS系统根据中调的负荷需求自动设置的，即是限速后的实际负荷指令，机前压力设定值是根据滑压曲线以及负荷指令得到的。

第一计算模块200，用于根据火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

获取火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值后，可根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，计算获得决定汽轮机主控调节指令值大小的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，为后续计算汽轮机主控调节指令提供数据依据。

第二计算模块300，用于根据汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令。

获取得到汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量后，根据这些分量计算获得汽轮机主控调节指令。

调节模块400，用于根据汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

为使锅炉-汽轮机系统稳定运行的控制过程中，一方面可通过控制锅炉的给煤率，另一方面可通过控制汽轮机调门开度，汽轮机调门是控制汽轮机转速和输出功率的阀门，改变进入汽轮机的蒸汽量来实现转速和功率的控制。为了保证转速和输出功率的连续及稳定，汽轮机通常采用多个阀门，依次开启或关闭的方式达到目的，根据汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度，以确保主蒸汽压力以及主蒸汽温度等参数的稳定，从而控制锅炉-汽轮机系统的稳定。

上述火电机组的汽轮机调门开度控制系统，根据火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值，获取四个控制汽轮机主控调节指令的汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，从而实现对汽轮机调门开度的控制，根据获得的汽轮机主控调节指令的前馈分量对汽轮机的控制，能有效减少火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的积分运算分量对汽轮机的控制，能有效控制积分调节，实现CCS系统的稳定，根据获得的汽轮机主控调节指令的比例运算分量对汽轮机的控制，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，同时，能减少稳态下的火电机组负荷偏差，根据获得的汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量对汽轮机的控制，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。通过上述四种分量获得汽轮机主控调节指令对汽轮机调门开度进行控制，克服了传统的PID调节器过强的积分作用和过强的比例作用对CCS系统造成的不稳定影响，且能有效地减少火电机组负荷偏差，确保火电机组的稳定性。

请参阅图5，在其中一个实施例中，第一计算模块200包括：

第一计算单元210，用于根据机前压力以及机前压力设定值，获取机前压力的偏差，并根据机前压力的偏差、一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的前馈分量。

根据机前压力以及机前压力设定值，可获得机前压力的偏差，根据机前压力的偏差、一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获得汽轮机主控调节指令的前馈分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效减少火电机组负荷偏差。

第二计算单元220，用于根据机前压力的偏差、一次调频指令、火电机组负荷值以及火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量。

根据该机前压力的偏差、一次调频指令、火电机组负荷值以及火电机组负荷设定值，获得汽轮机主控调节指令的积分运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效控制积分调节，实现CCS系统的稳定。

第三计算单元230，用于根据火电机组负荷设定值以及火电机组负荷值，获取火电机组负荷的偏差，并根据火电机组负荷的偏差以及机前压力，获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量。

根据火电机组负荷值与火电机组负荷设定值，获得火电机组负荷的偏差，根据该火电机组负荷的偏差以及机前压力，获得汽轮机主控调节指令的比例运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，能有效对比例调节进行限幅，防止过大的偏差引起系统不稳定，同时，能减少稳态下的火电机组负荷偏差。

第四计算单元240，用于根据机前压力的偏差，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

根据机前压力的偏差，获得汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，根据该分量对汽轮机进行控制，有利于机前压力的稳定，减少锅炉的扰动。

在其中一个实施例中，通过第二计算模块300获取汽轮机主控调节指令的具体公式为：

TD＝TD_F+TD_I+TD_KP+TD_TPE。

式中，TD为汽轮机主控调节指令，TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。汽轮机主控调节指令考虑了多种分量，且这些分量是通过火电机组负荷值、机前压力、一次调频指令、火电机组负荷设定值以及机前压力设定值获得的，从而根据通过这些分量获得的汽轮机主控调节指令对汽轮机调门开度进行调节，能够有效克服过强的积分作用和过强的比例作用对CCS系统造成的不稳定影响，且能有效地减少火电机组负荷偏差，从而确保实现火电机组的稳定性。

在其中一个实施例中，通过第一计算单元210获取汽轮机主控调节指令的前馈分量的具体公式为：

TD_F＝f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))；

式中，TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，N_s为火电机组负荷设定值，PFD为一次调频指令，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)的一维折线函数。

根据机前压力的偏差TP-TP_s，通过上述计算公式获得汽轮机主控调节指令的前馈分量TD_F，有利于CCS系统稳态时的稳定调节，也可减少火电机组负荷控制偏差，且能防止过多的利用锅炉蓄热而造成不稳。

在其中一个实施例中，通过第二计算单元220获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_I=\frac{1}{T_i}\∫\{f_3\[N_s+PFD+f_2(TP-{\mathrm{TP}}_s)-N\]\}dt.$

式中，所述TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，T_i为积分时间，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，N为火电机组负荷值，N_s为火电机组负荷设定值，PFD为一次调频指令，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N的一维折线函数，∫{f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]}dt表示对f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]的积分。

根据机前压力的偏差TP-TP_s，通过f₂(TP-TP_s)作用，获得第一火电机组负荷控制偏差值N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N，再通过f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]可实现第一火电机组负荷控制偏差值N_e积分运算前的不灵敏区和限幅处理，实现小偏差下减弱积分作用，大偏差下限制积分作用速率等，有利于火电机组运行的稳定。

在其中一个实施例中，通过第三计算单元230获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_{KP}=LAG\left(f_4\right(\left(N_s-N\right)*\frac{{\mathrm{TP}}_0}{TP}*K_P\left)\right).$

式中，TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，N_s为火电机组负荷设定值，N为火电机组负荷值，TP为机前压力，TP₀为额定机前压力，K_P为比例系数，表示自变量为的一维折线函数，表示对的一阶惯性环节运算函数，其传递函数为其中，T_g为惯性时间常数，S为拉普拉斯算子。

通过一维折线函数的处理，实现火电机组负荷偏差的比例控制量的限幅处理，防止过大的偏差引起系统不稳定，通过惯性滤波处理，实现对汽轮机功率控制对象的串联补偿，提高控制系统的稳定性能，能够有效消除比例调节作用引起的功率振荡现象。

在其中一个实施例中，通过第四计算单元240获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量的具体公式为：

TD_TPE＝LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]；

式中，TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，TP为机前压力，TP_s为机前压力设定值，f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]为对f₂(TP-TP_s)的超前-滞后环节运算函数，其传递函数为其中，T_d为超前环节时间常数，T_G为滞后环节时间常数，S为拉普拉斯算子。优选地，T_d取值为60秒，T_G取值为60秒。

采用超前-滞后环节运算函数的作用是对f₂(TP-TP_s)进行一定的超前量，有利于机前压力的稳定，减少锅炉侧的扰动。

在其中一个实施例中，汽轮机主控调节指令的比例运算分量计算中的惯性时间常数T_g取值为汽轮机功率控制模型对象时间常数值的2～5倍，优选地，T_g取值为30秒。

在其中一个实施例中，由于汽轮机主控调节指令的量纲单位为工程单位MW，而有些汽轮机调门开度控制回路接收的指令量纲单位不是MW，而是百分比，则用TD与火电机组额定功率作除法运算将量纲单位MW转换为量纲单位百分比后，再送到汽轮机调门开度控制回路对汽轮机调门开度控制，具体计算公式为：

${\mathrm{TD}}^{*}=\frac{TD}{P_0}\×100\%.$

式中，TD表示量纲单位为MW的汽轮机调门开度控制指令，TD^*表示量纲单位为百分比的汽轮机调门开度控制指令，P₀为火电机组额定功率。

以上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)

1.一种火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令；

根据所述火电机组负荷值、所述火电机组负荷设定值、所述机前压力、所述机前压力设定值以及所述一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量；

根据所述汽轮机主控调节指令的前馈分量、所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量、所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及所述汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令；

根据所述汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

2.根据权利要求1所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，所述根据所述火电机组负荷值、所述火电机组负荷设定值、所述机前压力、所述机前压力设定值以及所述一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量的步骤包括：

根据所述机前压力以及机前压力设定值，获取机前压力的偏差，并根据所述机前压力的偏差、所述一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获取所述汽轮机主控调节指令的前馈分量；

根据所述机前压力的偏差、所述一次调频指令、所述火电机组负荷值以及所述火电机组负荷设定值，获取所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量；

根据所述火电机组负荷设定值以及所述火电机组负荷值，获取火电机组负荷的偏差，并根据所述火电机组负荷的偏差以及所述机前压力，获取所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量；

根据所述机前压力的偏差，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

3.根据权利要求2所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，获取所述汽轮机主控调节指令的前馈分量的具体公式为：

TD_F＝f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))；

式中，所述TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，所述N_s为火电机组负荷设定值，所述PFD为一次调频指令，所述TP为机前压力，所述TP_s为机前压力设定值，所述f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，所述5f₁(N_s+PFD+f₂(TP-TP_s))表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)的一维折线函数。

4.根据权利要求2所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，获取所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_I=\frac{1}{T_i}\∫\{f_3\[N_s+PFD+f_2(TP-{\mathrm{TP}}_s)-N\]\}dt;$

式中，所述TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，所述T_i为积分时间，所述TP为机前压力，所述TP_s为机前压力设定值，所述N为火电机组负荷值，所述N_s为火电机组负荷设定值，所述PFD为一次调频指令，所述f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，所述f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]表示自变量为N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N的一维折线函数，所述∫{f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]}dt表示对所述f₃[N_s+PFD+f₂(TP-TP_s)-N]的积分。

5.根据权利要求2所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，获取所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量的具体公式为：

${\mathrm{TD}}_{KP}=LAG\left(f_4\right(\left(N_s-N\right)*\frac{{\mathrm{TP}}_0}{TP}*K_P\left)\right);$

式中，所述TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，所述N_s为火电机组负荷设定值，所述N为火电机组负荷值，所述TP为机前压力，所述TP₀为额定机前压力，所述K_P为比例系数，所述表示自变量为的一维折线函数，所述表示对的一阶惯性环节运算函数，其传递函数为其中，所述T_g为惯性时间常数，取值为汽轮机功率控制模型对象时间常数值的2～5倍，所述S为拉普拉斯算子。

6.根据权利要求2所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，获取所述汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量的具体公式为：

TD_TPE＝LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]；

式中，所述TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，所述TP为机前压力，所述TP_s为机前压力设定值，所述f₂(TP-TP_s)表示自变量为TP-TP_s的一维折线函数，所述LEADLAG[f₂(TP-TP_s)]为对f₂(TP-TP_s)的超前-滞后环节运算函数，其传递函数为其中，所述T_d为超前环节时间常数，所述T_G为滞后环节时间常数，所述S为拉普拉斯算子。

7.根据权利要求1所述的火电机组的汽轮机调门开度控制方法，其特征在于，获取所述汽轮机主控调节指令的具体公式为：

TD＝TD_F+TD_I+TD_KP+TD_TPE；

式中，所述TD为汽轮机主控调节指令，所述TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，所述TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，所述TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，所述TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

8.一种火电机组的汽轮机调门开度控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取火电机组负荷值、火电机组负荷设定值、机前压力、机前压力设定值以及一次调频指令；

第一计算模块，用于根据所述火电机组负荷值、所述火电机组负荷设定值、所述机前压力、所述机前压力设定值以及所述一次调频指令，计算汽轮机主控调节指令的前馈分量、汽轮机主控调节指令的积分运算分量、汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量；

第二计算模块，用于根据所述汽轮机主控调节指令的前馈分量、所述汽轮机主控调节指令的积分运算分量、所述汽轮机主控调节指令的比例运算分量以及所述汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量，获取汽轮机主控调节指令；

调节模块，用于根据所述汽轮机主控调节指令，调节汽轮机调门开度。

9.根据权利要求8所述的火电机组的汽轮机调门开度控制系统，其特征在于，所述第一计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述机前压力以及机前压力设定值，获取机前压力的偏差，并根据所述机前压力的偏差、所述一次调频指令以及火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的前馈分量；

第二计算单元，用于根据所述机前压力的偏差、所述一次调频指令、所述火电机组负荷值以及所述火电机组负荷设定值，获取汽轮机主控调节指令的积分运算分量；

第三计算单元，用于根据所述火电机组负荷设定值以及所述火电机组负荷值，获取火电机组负荷的偏差，并根据所述火电机组负荷的偏差以及所述机前压力，获取汽轮机主控调节指令的比例运算分量；

第四计算单元，用于根据所述机前压力的偏差，获取汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。

10.根据权利要求8所述的火电机组的汽轮机调门开度控制系统，其特征在于，通过所述第二计算模块获取所述汽轮机主控调节指令的具体公式为：

TD＝TD_F+TD_I+TD_KP+TD_TPE；

式中，所述TD为汽轮机主控调节指令，所述TD_F为汽轮机主控调节指令的前馈分量，所述TD_I为汽轮机主控调节指令的积分运算分量，所述TD_KP为汽轮机主控调节指令的比例运算分量，所述TD_TPE为汽轮机主控调节指令的机前压力偏差运算分量。