CN107589662B - 一种主汽压力调节方法及调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火电站主汽压力调节方法及利用该方法调节的系统。一种主汽压力调节方法，包括主汽测定值、主汽设定值和主汽滞后值，所述调节方法如下：设定一个滞后单元，其中设定滞后时间，主汽测量值通过该滞后单元后形成一个滞后值；本发明所述主汽压力调节方法，通过在主PID1控制器的积分输入端加强了积分的控制作用，从而避免了反调削弱调节效果，消除了稳态偏差，推移了平衡点，避免了振荡的发生,消除了稳态偏差，保证了炉内压力的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种火电站主汽压力调节方法。
本发明涉及一种火电站主汽压力调节系统。
背景技术
主汽压力是火力发电厂最重要的控制参数之一，主汽压力是一个大延迟、大惯性环节，由于其滞后性，常规的压力自动调节方式使得压力波动较大。目前对于主汽压力的控制普遍采用微分前馈控制，当压力出现变化趋势时，提前进行增减煤量控制，控制效果优于未采用微分策略的控制方案，然而这种控制也存在弊端，当压力稳定在设定值附近时，由于产生前馈的条件消失，原来根据压力趋势判断需增减煤量，由于前馈的消失，原来增加的煤量减为零，原来减少的煤量回归为零，从而造成由于前馈煤量缺少而造成新的压力的波动，于是前馈又开始起作用，如此反复，造成压力在某一段时间反复波动，无法稳定下来。
近年随着煤价的高位运行，火电厂为提高经济效率，普遍采用配煤掺烧，使得煤质变化很大，同样的负荷，同样的煤量，对于煤质差的煤，煤量控制偏少，煤质好的煤，煤量控制又偏多。因此要求煤量需根据压力波动尽快达到一个新的平衡点。
目前微分前馈虽然在提升压力稳定方面的作用不可忽视，但是由于前馈无法改变平衡点，目前通用的控制方案是炉主控PID+前馈控制策略，前馈控制策略中最为重要的就是负荷对应的煤量函数，也就是说如果负荷不变，对应的基准煤量也不变化。比如对于一台300MW容量的火电机组来讲，在200MW时，负荷函数对应的基准煤量100t/h，由于煤质的变化，同样的负荷可能需要煤量平衡点为97t/h或103t/h，也就是在这个负荷阶段需要的煤量平衡点不再是100t/h，而是发生了变化，但是目前通用的控制方案，不会随煤质变化改变平衡点，当前馈作用消失后，平衡点又恢复到原来的控制点，导致压力在后续继续进行波动。因此说明造成压力波动的根本原因是平衡点没有根据煤质变化及时进行修正。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种实现准确控制的主汽压力调节方法和利用该方法进行调节的系统。
本发明所述一种主汽压力调节方法，包括主汽测定值、主汽设定值和主汽滞后值，所述调节方法如下：
（1）设定一个滞后单元，其中设定滞后时间，主汽测量值通过该滞后单元后形成一个滞后值；
（2）将主汽测量值与滞后值求差，主汽测量值与主汽设定值求差，当两差值其中一个为正数另一份为负数时，切换模块导通，其余情况切换模块不动作；
（3）将主汽测量值与主汽设定值求差后的数值分出两路，一路进行积分处理，另一路进行比例处理；经过比例处理的差值导入主PID1控制器变比例参数输入端，作为主PID1控制器的变比例系数；
（4）在转换模块上附加参数单元，当转换模块导通切换时，参数单元通过转换模块与积分函数单元叠加后导入主PID1控制器的变积分参数输入端，作为主PID1控制器的变积分系数；
（5）主PID1控制器的上述变参数系数，通过对输入压力偏差的逻辑计算处理后，其输出用于控制给煤机的送煤量。
优选地，在步骤（5）所述方法之后还包括以下方法：
（6）设定监控PID2控制器；
（7）将主汽测量值与主汽设定值求差后的数值，经过比例函数单元处理后分为两路，一路导入主PID1控制器的变比例参数输入端，作为PID1控制器的变比例系数，另一路导入监控PID2控制器的变比例参数输入端，作为PID2控制器的变比例系数；
（8）将主PID1控制器的输出量至与PID2控制器的输出量求差，该输出值用于监控和计算。
进一步优选地，所述参数单元内设定有参数，该参数值大于800。
进一步优选地，所述滞后单元内设定有滞后时间，该滞后时间为5-10S。
本发明所述主汽压力调节方法，通过在主PID1控制器的变积分参数输入端加强了积分的控制作用，从而避免了反调削弱调节效果，消除了稳态偏差，推移了平衡点，避免了振荡的发生消除了稳态偏差，保证了炉内压力的稳定性。对于彻底解决压力波动这一火电厂普遍存在的难题，提供了新的思路，新的解决方案和手段。
本发明所述一种主汽压力调节系统，包括主汽测量单元、主汽设定单元，滞后单元、减法器SUM1、HIGHMON2单元、LOWMON2单元、HIGHMON1单元、LOWMON1单元、减法器SUM2、加法器SUM3， AND1单元、AND2单元、OR单元、转换模块、参数单元、比例函数单元、积分函数单元和主PID1控制器；
其中主汽测量单元的其中第一路输出与滞后单元相连，第二路输出与滞后单元的并联至SUM1单元的输入端，减法器SUM1的输出分别与HIGHMON2单元和LOWMON2单元相连，其中HIGHMON2单元和LOWMON1单元的输出与ADN2单元相连；HIGHMON1单元和LOWMON2单元的输出与ADN1单元相连；ADN1单元和ADN2单元均分别连接至OR单元上，经OR单元输出至转换模块；参数单元与转换模块相连；
所述主汽测量单元的其中第三路输出与主汽设定单元的输出均分别输入至减法器SUM2，所述减法器SUM2的第一输出分别与HIGHMON1单元、LOWMON1单元相连，第二输出与积分函数单元相连，第三输出与比例函数单元相连，其中积分函数的输出与转换模块的输出与加法器SUM3的输入相连，所述比例函数的第一输出与加法器SUM3的输出均连接至主PID1控制器的变参数输入端。
优选地，还包括减法器SUM4、监控PID2控制器和监控设备，其中比例函数单元的第二输出与PID2控制器的变比例参数输入端相连，主PID1控制器的输出与PID2控制器的输出分别连接至减法器SUM4，减法器SUM4与监控设备相连。
本发明所述主汽压力调节系统，将主汽测量值和设定值经过复杂的系统处理后再输入主PID1控制器的变积分参数输入端，有效提升了积分的控制作用，从而消除了稳态偏差，保证了炉内压力的稳定性。
附图说明
图1是实施例1的系统图。
图2是实施例2的系统图。
具体实施方式
实施例1。
本发明所述一种主汽压力调节方法，包括主汽测量单元、主汽设定单元，滞后单元、减法器SUM1、HIGHMON2单元、LOWMON2单元、HIGHMON1单元、LOWMON1单元、减法器SUM2、加法器SUM3， AND1单元、AND2单元、OR单元、转换模块、参数单元、比例函数单元、积分函数单元和主PID1控制器；其中主汽测量单元的其中第一路输出与滞后单元相连，第二路输出与滞后单元的并联至SUM1单元的输入端，减法器SUM1的输出分别与HIGHMON2单元和LOWMON2单元相连，其中HIGHMON2单元和LOWMON1单元的输出与ADN2单元相连；HIGHMON1单元和LOWMON2单元的输出与ADN1单元相连；ADN1单元和ADN2单元均分别连接至OR单元上，经OR单元输出至转换模块；参数单元与转换模块相连；
所述主汽测量单元的其中第三路输出与主汽设定单元的输出均分别输入至减法器SUM2，所述减法器SUM2的第一输出分别与HIGHMON1单元、LOWMON1单元相连，第二输出与积分函数单元相连，第三输出与比例函数单元相连，其中积分函数单元的输出与转换模块的输出与加法器SUM3的输入相连，所述比例函数单元的第一输出与加法器SUM3的输出均连接至主PID1控制器的变参数输入端。
本发明所述主汽测量单元提供主汽测量值；主汽设定单元提供主汽设定值。
具体调节方法如下：
（1）设定一个滞后单元，其中设定滞后时间，主汽测量值通过该滞后单元后形成一个滞后值；
（2）将主汽测量值与滞后值在减法器SUM1中求差，将主汽测量值与主汽设定值在减法器SUM2中求差，当两差值其中一个为正数另一份为负数时，切换模块导通，其余情况切换模块不动作；
（3）将减法器SUM2的差值分出两路输出，一路进行积分处理，另一路进行比例处理；经过比例处理的差值导入主PID1控制器变比例参数的输入端，作为主PID1控制器的变比例参数系数；
（4）在转换模块上参数单元单元，当转换模块导通切换时，所述参数单元通过转换模块与经过积分处理后的差值在加法器SUM3中求和后导入主PID1控制器的变积分参数输入端，作为主PID1控制器的变积分参数系数；
（5）主PID1控制器的上述变参数系数，通过对输入压力偏差的逻辑计算处理后，其输出用于控制给煤机的送煤量。
本发明所述参数单元内设定的参数值大于800；滞后模块中的滞后时间为5-10S。
本发明参数单元内设定的参数值大于800，当转换模块导通切换时，所述参数单元通过转换模块与经过积分处理后在加法器SUM3中求和叠加作为主PID1控制器上的变积分参数系数，极弱的积分的作用，使得主PID1控制器积分作用在该阶段基本不起作用，避免反调削弱调节效果，消除了稳态偏差，推移了平衡点，避免了振荡的发生。
实施例2。
本实施例是在实施例1的基础上做的改进，本实施例所述主汽压力调节系统，还包括减法器SUM4、监控PID2控制器和监控设备，其中比例函数单元的第二输出与PID2控制器的变比例参数输入端相连，主PID1控制器的输出与PID2控制器的输处分别连接至减法器SUM4，减法器SUM4与监控设备相连；
具体方法为：设定监控PID2控制器；将主汽测量值与主汽设定值求差后的数值，进行比例函数单元处理后分为两路，一路导入主PID1控制器的变比例参数输入端，作为主PID1控制器变比例系数；另一路导入监控PID2控制器的变比例参数输入端，作为监控PID2控制器变比例系数，然后将主PID1控制器的输出量与监控PID2控制器的输出量求差。
本发明所述主PID1控制器的变比例参数与监控PID2控制器的变比例参数相同，并且偏差输入也相同，因此监控PID2控制器的纯比例作用同主PID1控制器中的比例作用是相同的，将主PID1控制器的输出量与监控PID2控制器的输出量求差，该输出值便于分析对于输入的压力偏差，主PID1控制器的积分作用的响应曲线，便于工作人员对给煤机状态的监控和计算。
Claims (6)
1.一种主汽压力调节方法，包括主汽测定值、主汽设定值和主汽滞后值，其特征在于所述调节方法如下：
（1）设定一个滞后单元，其中设定滞后时间，主汽测量值通过该滞后单元后形成一个滞后值；
（2）将主汽测量值与滞后值求差，主汽测量值与主汽设定值求差，当两差值其中一个为正数另一个为负数时，切换模块导通，其余情况切换模块不动作；
（3）将主汽测量值与主汽设定值求差后的数值分出两路，一路进行积分处理，另一路进行比例处理；经过比例处理的差值导入主PID1控制器变比例参数输入端，作为主PID1控制器的变比例系数；
（4）在转换模块上附加参数单元，当转换模块导通切换时，参数单元通过转换模块与积分函数单元叠加后导入主PID1控制器的变积分参数输入端，作为主PID1控制器的变积分系数；
（5）主PID1控制器的上述变参数系数，通过对输入压力偏差的逻辑计算处理后，其输出用于控制给煤机的送煤量。
2.如权利要求1所述一种主汽压力调节方法，其特征在于：在步骤（5）所述方法之后还包括以下方法：
（6）设定监控PID2控制器；
（7）将主汽测量值与主汽设定值求差后的数值，经过比例函数单元处理后分为两路，一路导入主PID1控制器的变比例参数输入端，作为PID1控制器的变比例系数，另一路导入监控PID2控制器的变比例参数输入端，作为PID2控制器的变比例系数；
（8）将主PID1控制器的输出量至与PID2控制器的输出量求差，该输出值用于监控和计算。
3.如权利要求1或2所述一种主汽压力调节方法，其特征在于：所述参数单元内设定有参数，该参数值大于800。
4.如权利要求3所述一种主汽压力调节方法，其特征在于：所述滞后单元内设定有滞后时间，该滞后时间为5-10S。
5.利用如权利要求1或2所述方法实现调节的一种主汽压力调节系统，其特征在于：
包括主汽测量单元、主汽设定单元，滞后单元、减法器SUM1、HIGHMON2单元、LOWMON2单元、HIGHMON1单元、LOWMON1单元、减法器SUM2、加法器SUM3， AND1单元、AND2单元、OR单元、转换模块、参数单元、比例函数单元、积分函数单元和主PID1控制器；
其中主汽测量单元的其中第一路输出与滞后单元相连，第二路输出与滞后单元的并联至SUM1单元的输入端，减法器SUM1的输出分别与HIGHMON2单元和LOWMON2单元相连，其中HIGHMON2单元和LOWMON1单元的输出与ADN2单元相连；HIGHMON1单元和LOWMON2单元的输出与ADN1单元相连；ADN1单元和ADN2单元均分别连接至OR单元上，经OR单元输出至转换模块；参数单元与转换模块相连；
所述主汽测量单元的其中第三路输出与主汽设定单元的输出均分别输入至减法器SUM2，所述减法器SUM2的第一输出分别与HIGHMON1单元、LOWMON1单元相连，第二输出与积分函数单元相连，第三输出与比例函数单元相连，其中积分函数单元的输出与转换模块的输出与加法器SUM3的输入相连，所述比例函数单元的第一输出与加法器SUM3的输出均连接至主PID1控制器的变参数输入端。
6.如权利要求5所述一种主汽压力调节方法的调节系统，其特征在于：还包括减法器SUM4、监控PID2控制器和监控设备，其中比例函数的第二输出与PID2控制器的变参数输入端相连，主PID1控制器的输出与PID2控制器的输出分别连接至减法器SUM4，减法器SUM4与监控设备相连。
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