CN105299611A - 火电机组直接能量平衡协调控制系统 - Google Patents

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倪子俊
曾顺喜
赵鹏伟
王爱文
张颖
杨琦
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Abstract

本发明提供了一种火电机组直接能量平衡协调控制系统，该火电机组直接能量平衡协调控制系统包括第一PID调节模块、第二PID调节模块、第一加减模块、第二加减模块、第三加减模块、第一加法模块、第二加法模块、第三加法模块、除法模块、第一乘法模块、第二乘法模块、第一微分模块、第二微分模块以及死区非线性模块。本发明解决了大型火电机组负荷适应性与运行稳定性矛盾的问题，达到既快又稳，并且在负荷变动过程中即充分利用锅炉蓄能，快速响应负荷的变化，又相应限制这种利用锅炉蓄能的幅度，同时动态超调锅炉的能量输入，补偿蓄能，稳定汽压。

Description

火电机组直接能量平衡协调控制系统
技术领域
本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种火电机组直接能量平衡协调控制系统。
背景技术
随着国民经济的发展，高参数、大容量机组在电网中所占的比例愈来愈大，由于用电结构发生变化，电网日负荷曲线的高峰与低谷之差增大，有些地区的峰谷差已达50％以上，而且还有继续增大的趋势，因此，目前要求单元机组都具有参与电网调峰、调频的能力，但现阶段运行人员采用的调节手段已经很难满足电力生产质量地需求，甚至达不到控制指标的要求，从而产生大型火电机组负荷适应性与运行稳定性相矛盾的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种火电机组直接能量平衡协调控制系统，以解决大型火电机组负荷适应性与运行稳定性矛盾问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种火电机组直接能量平衡协调控制系统，该火电机组直接能量平衡协调控制系统包括第一PID调节模块PI1、第二PID调节模块PI2、第一加减模块J1、第二加减模块J2、第三加减模块J3、第一加法模块A1、第二加法模块A2、第三加法模块A3、除法模块B、第一乘法模块C1、第二乘法模块C2、第一微分模块D1、第二微分模块D2以及死区非线性模块SQ；
其中，机组的实发功率信号PE接入第一加减模块J1的第一输入端I1；所述机组的功率指令信号P0接入第一加减模块J1的第二输入端I2；所述机组的第一加减模块J1的输出信号O1接入第一PID调节模块PI1的输入端I3；
所述机组的第一PID调节模块PI1的输出信号O2接入第一加法模块A1的第一输入端I4；所述机组的第一加法模块A1的输出接入汽机侧负荷指令信号UT；
所述机组的机前压力信号PT接入第二加减模块J2的第二输入端I5和除法模块B的第一输入端I9；所述机组的功率指令信号P0接入第二加减模块J2的第一输入端I8和第一乘法模块C1的第一输入端I11；
所述机组第二加减模块J2的输出信号O4接入死区非线性模块SQ的输入端I7；所述死区非线性模块SQ的输出信号O3接入第一加法模块A1的第二输入端I6；
所述机组的调节级压力信号P1接入所述除法模块B的第二输入端I10和第二加法模块A2的第一输入端I20；所述除法模块B的输出信号O5接入第一乘法模块C1的第二输入端I12；所述机组的第一乘法模块C1的输出信号O6接入第三加法模块A3的第一输入端I13、第二乘法模块C2的第一输入端I17和第二微分模块D2的输入端I19；所述机组的第二微分模块D2的输出信号O8接入第二乘法模块C2的第二输入端I18；所述机组的第二乘法模块C2的输出信号O12接入第三加法模块A3的第二输入端I16；所述机组的第三加法模块A3的输出信号O7接入第三加减模块J3的第二输入端I14；所述机组的第三加减模块J3的输出信号O11接入第二PID调节模块PI2的输入端I15；所述机组的第二PID调节模块PI2的输出信号接入锅炉侧负荷指令信号UB；所述机组的锅炉主蒸汽压力信号PB接入第一微分模块D1的输入端I23；所述机组的第一微分模块D1的输出信号O9接入第二加法模块A2的第二输入端I21；所述机组的第二加法模块A2的输出信号O10接入第三加减模块J3的第一输入端I22。
(三)有益效果
本发明提供的大型火电机组直接能量平衡协调控制系统解决了大型火电机组负荷适应性与运行稳定性矛盾的技术问题，达到既快又稳，并且在负荷变动过程中即充分利用锅炉蓄能，快速响应负荷的变化，又相应限制这种利用锅炉蓄能的幅度，同时动态超调锅炉的能量输入，补偿蓄能，稳定汽压。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种火电机组直接能量平衡协调控制系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，图1是本发明实施方式提供的一种火电机组直接能量平衡协调控制系统的示意图，该火电机组直接能量平衡协调控制系统包括第一PID(Proportion-Integral-Differential，比例-积分-微分)调节模块PI1、第二PID调节模块PI2、第一加减模块J1、第二加减模块J2、第三加减模块J3、第一加法模块A1、第二加法模块A2、第三加法模块A3、除法模块B、第一乘法模块C1、第二乘法模块C2、第一微分模块D1、第二微分模块D2以及死区非线性模块SQ；
其中，机组的实发功率信号PE接入第一加减模块J1的第一输入端I1，该第一输入端I1为第一加减模块J1的输入负端；所述机组的功率指令信号P0接入第一加减模块J1的第二输入端I2；所述机组的第一加减模块J1的输出信号O1接入第一PID调节模块PI1的输入端I3；
所述机组的第一PID调节模块PI1的输出信号O2接入第一加法模块A1的第一输入端I4；所述机组的第一加法模块A1的输出接入汽机侧负荷指令信号UT；
所述机组的机前压力信号PT接入第二加减模块J2的第二输入端I5和除法模块B的第一输入端I9；所述机组的功率指令信号P0接入第二加减模块J2的第一输入端I8和第一乘法模块C1的第一输入端I11，其中，该第一输入端I8为第二加减模块J2的输入负端；
所述机组第二加减模块J2的输出信号O4接入死区非线性模块SQ的输入端I7；所述死区非线性模块SQ的输出信号O3接入第一加法模块A1的第二输入端I6；
所述机组的调节级压力信号P1接入所述除法模块B的第二输入端I10和第二加法模块A2的第一输入端I20；所述除法模块B的输出信号O5接入第一乘法模块C1的第二输入端I12；所述机组的第一乘法模块C1的输出信号O6接入第三加法模块A3的第一输入端I13、第二乘法模块C2的第一输入端I17和第二微分模块D2的输入端I19；所述机组的第二微分模块D2的输出信号O8接入第二乘法模块C2的第二输入端I18；所述机组的第二乘法模块C2的输出信号O12接入第三加法模块A3的第二输入端I16；所述机组的第三加法模块A3的输出信号O7接入第三加减模块J3的第二输入端I14；所述机组的第三加减模块J3的输出信号O11接入第二PID调节模块PI2的输入端I15；所述机组的第二PID调节模块PI2的输出信号接入锅炉侧负荷指令信号UB；所述机组的锅炉主蒸汽压力信号PB接入第一微分模块D1的输入端I23；所述机组的第一微分模块D1的输出信号O9接入第二加法模块A2的第二输入端I21；所述机组的第二加法模块A2的输出信号O10接入第三加减模块J3的第一输入端I22，其中，该第一输入端I22为第三加减模块J3的输入负端。
其中，本发明实施方式提供的火电机组直接能量平衡协调控制系统比较适合大型煤粉燃烧锅炉，且能够通过不同的公司设计生产的DCS控制系统组态实现。
本发明实施方式提供的大型火电机组直接能量平衡协调控制系统是基于锅炉和汽轮机间的能量平衡是单元机组一切平衡的基础，主蒸汽压力稳定是机组一切关键参数(即主蒸汽温度、汽包水位、燃烧经济性指标等)稳定的基础。直接能量平衡系统把内在联系十分紧密的汽轮机负荷需求和锅炉热量释放两个能量信号在概念上作了清晰区分，在实施上又非常巧妙地找到了测量这两个能量的具体方法，两者之间没有相互干扰和影响。在机组负荷改变时，通过这两个能量信号的传递，把汽轮机负荷要求迅速反映到锅炉，使锅炉所释放的热量信号尽快跟踪汽轮机对锅炉的需求能量，适应负荷要求；没有负荷变化时，汽轮机和锅炉各自的内扰由各自控制器自行消除达到自治，从而使机组运行稳定。
本发明实施方式提供的大型火电机组直接能量平衡协调控制系统解决了大型火电机组负荷适应性与运行稳定性矛盾的技术问题，达到既快又稳，并且在负荷变动过程中即充分利用锅炉蓄能，快速响应负荷的变化，又相应限制这种利用锅炉蓄能的幅度，同时动态超调锅炉的能量输入，补偿蓄能，稳定汽压。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (1)

1.一种火电机组直接能量平衡协调控制系统，其特征在于，包括第一PID调节模块(PI1)、第二PID调节模块(PI2)、第一加减模块(J1)、第二加减模块(J2)、第三加减模块(J3)、第一加法模块(A1)、第二加法模块(A2)、第三加法模块(A3)、除法模块(B)、第一乘法模块(C1)、第二乘法模块(C2)、第一微分模块(D1)、第二微分模块(D2)以及死区非线性模块(SQ)；
其中，机组的实发功率信号(PE)接入第一加减模块(J1)的第一输入端(I1)；所述机组的功率指令信号(P0)接入第一加减模块(J1)的第二输入端(I2)；所述机组的第一加减模块(J1)的输出信号(O1)接入第一PID调节模块(PI1)的输入端(I3)；
所述机组的第一PID调节模块(PI1)的输出信号(O2)接入第一加法模块(A1)的第一输入端(I4)；所述机组的第一加法模块(A1)的输出接入汽机侧负荷指令信号(UT)；
所述机组的机前压力信号(PT)接入第二加减模块(J2)的第二输入端(I5)和除法模块(B)的第一输入端(I9)；所述机组的功率指令信号(P0)接入第二加减模块(J2)的第一输入端(I8)和第一乘法模块(C1)的第一输入端(I11)；
所述机组第二加减模块(J2)的输出信号(O4)接入死区非线性模块(SQ)的输入端(I7)；所述死区非线性模块(SQ)的输出信号(O3)接入第一加法模块(A1)的第二输入端(I6)；
所述机组的调节级压力信号(P1)接入所述除法模块(B)的第二输入端(I10)和第二加法模块(A2)的第一输入端(I20)；所述除法模块(B)的输出信号(O5)接入第一乘法模块(C1)的第二输入端(I12)；所述机组的第一乘法模块(C1)的输出信号(O6)接入第三加法模块(A3)的第一输入端(I13)、第二乘法模块(C2)的第一输入端(I17)和第二微分模块(D2)的输入端(I19)；所述机组的第二微分模块(D2)的输出信号(O8)接入第二乘法模块(C2)的第二输入端(I18)；所述机组的第二乘法模块(C2)的输出信号(O12)接入第三加法模块(A3)的第二输入端(I16)；所述机组的第三加法模块(A3)的输出信号(O7)接入第三加减模块(J3)的第二输入端(I14)；所述机组的第三加减模块(J3)的输出信号(O11)接入第二PID调节模块(PI2)的输入端(I15)；所述机组的第二PID调节模块(PI2)的输出信号接入锅炉侧负荷指令信号(UB)；所述机组的锅炉主蒸汽压力信号(PB)接入第一微分模块(D1)的输入端(I23)；所述机组的第一微分模块(D1)的输出信号(O9)接入第二加法模块(A2)的第二输入端(I21)；所述机组的第二加法模块(A2)的输出信号(O10)接入第三加减模块(J3)的第一输入端(I22)。
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