CN109631007B - 一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法，包括以下步骤：包括能量控制回路处理过程和燃料控制回路处理过程，将能量控制回路处理过程的结果和燃料控制回路处理过程的结果求差，结果进行积分运算后得到锅炉燃料指令。本发明应用在燃煤发电机组的锅炉主控制回路优化时，经过长期运行考核验证，锅炉响应汽轮发电机负荷变化的能力有效提高，可以适应多种负荷控制方式，适应不同煤种变化，负荷反应的延迟时间小于1分钟。
Description
技术领域
本发明属于发电机组主控系统燃料优化技术领域，尤其是涉及一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法。
背景技术
电力系统的主要特点是发电和用电同步完成，因此为了向用户连续提供质量合格的电能，必须保证发电机组出力随时与外界用电负荷保持平衡。锅炉是发电机组的主要设备，其固有的非线性和大迟延、大惯性特性，决定了锅炉负荷控制策略是否先进完善是影响汽轮发电机组能否具备快速响应外界负荷变化能力的主要因素。现有的发电机组的锅炉控制回路中把能量控制和燃料控制合并在一起，在锅炉变负荷过程中，启停磨煤机及给煤机给煤量测量不准确对锅炉燃料控制均会产生影响，锅炉控制特性存在问题，锅炉主蒸汽压力的变化幅度大，锅炉快速适应汽轮发电机负荷变化的能力差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供把能量控制和燃料控制分成相对独立的两个控制回路分别运算处理，且采用燃料指令信号作为反馈信号并对其进行线性化优化处理的一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
能量控制回路中的处理过程是：
⑴锅炉需求指令与热量信号输送至偏差模块进行运算；
⑵步骤⑴的结果输入PID控制模块进行比例-积分运算；
⑶机组实际负荷指令经过函数线性变换后，作为PID控制模块的前馈输入量；
⑷得到PID控制模块的输出；
PID控制模块的
其中，Kp为比例放大系数，Ti为积分时间单位为秒，S为拉普拉斯变换因子，E(s)为偏差输入，FF(s)为前馈控制变量；
函数通过现场试验找出锅炉负荷对应燃料量关系曲线产生；
燃料控制回路中的处理过程是：
⑴获取给煤机控制指令和给煤机启动运行的总台数；
⑵给煤机控制指令除以给煤机启动运行的总台数，得到燃料指令的平均值；
⑶步骤⑵的结果乘以线性化校正系数，得到线性化校正后的燃料指令平均值；
其中，给煤机正常启动运行时记数为1，给煤机停止时记数为0，总台数为给煤机记数的所有数值的和；
线性化校正系数为1.25；
将能量控制回路处理过程的结果和燃料控制回路处理过程的结果求差，结果进行积分运算后得到锅炉燃料指令；
积分运算Y(s)＝(1/Ti*S)*E(s)
其中，Ti为积分时间，S为拉普拉斯变换因子，E(s)为积分控制模块的偏差输入。
本发明的优点和有益效果是：
本发明应用在现役300MW等级燃煤发电机组的锅炉主控制回路优化时，经过长期运行考核验证，锅炉响应汽轮发电机负荷变化的能力有效提高，可以适应多种负荷控制方式，适应不同煤种变化，负荷反应的延迟时间小于1分钟，锅炉具备每分钟能跟踪汽轮发电机组2％额定负荷变化率的能力，当发电机组处于AGC控制模式时，发电机组负荷在40－100％额定负荷范围内，锅炉能平稳跟踪汽轮发电机组的负荷指令，并且控制稳定，锅炉出口主蒸汽压力、温度、流量及燃烧系统的风量、氧量、炉膛压力等主要技术指标均高于《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》(DL/T657-2015)的要求，发电机组的负荷控制满足能源局电监会“两个细则”考核要求，机组均可获得电网公司负荷控制补偿奖励。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法，如图1所示，本发明的创新在于：包括以下步骤：
能量控制回路中的处理过程是：
⑴锅炉需求指令与热量信号输送至偏差模块进行运算；
⑵步骤⑴的结果输入PID控制模块进行比例-积分运算；
⑶机组实际负荷指令经过函数f(x)线性变换后，作为PID控制模块的前馈输入量，与反馈计算结果叠加一起至PID控制模块的输出作为锅炉主控制信号；
PID控制模块的
其中，Kp为比例放大系数，Ti为积分时间单位为秒，S为拉普拉斯变换因子(无量纲)， E(s)为偏差输入，FF(s)为前馈控制变量；
函数f(x)一般通过现场试验找出锅炉负荷对应燃料量关系曲线产生，函数f(x)由4个坐标点(0，0)；(0.4Pe，24)；(0.6Pe，36)；(Pe，60)拟合产生，其中Pe为发电机组的额定功率，单位为：兆瓦(MW)。f(x)的输出强度即斜率，可以根据锅炉的不同类型及煤质差异做调整，强度应能对发电机组实际负荷指令下锅炉所需的燃料量进行快速估算，以保证锅炉输入、输出能量的基本平衡。
燃料控制回路中的处理过程是：
⑴获取A、B、C、D、E给煤机控制指令和A、B、C、D、E给煤机启动运行的总台数；
⑵给煤机控制指令除以给煤机启动运行的总台数，得到燃料指令的平均值；
⑶步骤⑵的结果乘以线性化校正系数，得到线性化校正后的燃料指令平均值；
其中，给煤机正常启动运行时记数为1，给煤机停止时记数为0，总台数为给煤机记数的所有数值的和；
线性化校正系数为1.25；
将能量控制回路处理过程的结果(锅炉主控信号)和燃料控制回路处理过程的结果(线性化校正后的燃料指令平均值)求差，结果进行积分运算后得到锅炉燃料指令；
积分运算Y(s)＝(1/Ti*S)*E(s)
其中，Ti为积分时间(单位为秒，一般取2-3秒为宜)，S为拉普拉斯变换因子(无量纲)， E(s)为积分控制模块的偏差输入。
积分运算的功能：利用其纯积分控制功能的自平衡无差调节特性，保证锅炉输出的燃料指令随时跟踪锅炉主控信号，自动平衡运行的锅炉各给煤机之间的负荷出力，当运行中某台给煤机指令发生内扰或者机组运行人员根据锅炉燃烧情况人为通过设置某台给煤机的偏置调整其出力后，则自动迅速调整锅炉燃料指令，改变另外几台运行给煤机的出力，保持锅炉总燃料量始终跟踪锅炉主控指令，实现锅炉主控系统燃料控制自动优化功能。
本发明应用在现役300MW等级燃煤发电机组的锅炉主控制回路优化时，经过长期运行考核验证，锅炉响应汽轮发电机负荷变化的能力有效提高，可以适应多种负荷控制方式，适应不同煤种变化，负荷反应的延迟时间小于1分钟，锅炉具备每分钟能跟踪汽轮发电机组2％额定负荷变化率的能力，当发电机组处于AGC控制模式时，发电机组负荷在40－100％额定负荷范围内，锅炉能平稳跟踪汽轮发电机组的负荷指令，并且控制稳定，锅炉出口主蒸汽压力、温度、流量及燃烧系统的风量、氧量、炉膛压力等主要技术指标均高于《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》(DL/T657-2015)的要求，发电机组的负荷控制满足能源局电监会“两个细则”考核要求，机组均可获得电网公司负荷控制补偿奖励。
Claims (1)
1.一种发电机组锅炉主控系统燃料反馈信号优化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
能量控制回路中的处理过程是：
⑴锅炉需求指令与热量信号输送至偏差模块进行运算；
⑵步骤⑴的结果输入PID控制模块进行比例-积分运算；
⑶机组实际负荷指令经过函数线性变换后，作为PID控制模块的前馈输入量；
⑷得到PID控制模块的输出；
PID控制模块的
其中，Kp为比例放大系数，Ti为积分时间单位为秒，S为拉普拉斯变换因子，E(s)为偏差输入，FF(s)为前馈控制变量；
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⑵给煤机控制指令除以给煤机启动运行的总台数，得到燃料指令的平均值；
⑶步骤⑵的结果乘以线性化校正系数，得到线性化校正后的燃料指令平均值；
其中，给煤机正常启动运行时记数为1，给煤机停止时记数为0，总台数为给煤机记数的所有数值的和；
线性化校正系数为1.25；
将能量控制回路处理过程的结果和燃料控制回路处理过程的结果求差，结果进行积分运算后得到锅炉燃料指令；
积分运算
其中，Ti为积分时间，S为拉普拉斯变换因子，E(s)为积分控制模块的偏差输入。
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