CN110716433B - 火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法 - Google Patents

火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法。火电机组协调控制系统是一种耦合的多变量控制系统，负荷快速响应和压力缓慢响应构成一个矛盾统一体。本发明采用的技术方案为：火电机组协调控制系统在变负荷过程中，在常规滑压曲线的基础上叠加一个自适应微分量；根据设计调门开度微分量经过调门开度对压力的特性函数得到微分量，然后根据实际压力与压力设定值的偏差对该微分量进行修正获得自适应微分量。本发明能够较好地吻合变负荷动态过程中实际压力的变化情况，极大地提高了机组负荷控制和主蒸汽压力控制的品质；同时参数整定简单，便于工程应用。

Description

火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法
技术领域
本发明涉及火电机组协调控制系统领域，具体地说是一种火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法。
背景技术
火电机组协调控制系统是一种耦合的多变量控制系统，负荷快速响应和压力缓慢响应构成了一个矛盾统一体。通常协调控制采用滑压控制，火电机组协调控制系统存在较强的耦合性，为了能使协调控制系统在负荷快速响应过程中，保证主蒸汽压力控制品质，需要对滑压曲线的动态过程进行修正，合理的修正方法可以有效提高火电机组协调控制品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其在常规滑压曲线的基础上叠加一个自适应微分量，对滑压曲线的动态过程进行修正，以有效提高火电机组的协调控制品质。
为此，本发明采用如下的技术方案：火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，火电机组协调控制系统在变负荷过程中，在常规滑压曲线的基础上叠加一个自适应微分量；根据设计调门开度微分量经过调门开度对压力的特性函数得到微分量，然后根据实际压力与压力设定值的偏差对该微分量进行修正获得自适应微分量。
本发明根据实际压力与压力设定值的偏差对微分量进行修正后获得自适应微分量，其过程能够较好地吻合变负荷动态过程中实际压力的变化情况，从而有效减少锅炉主控在变负荷过程中调节作用，极大地提高了机组负荷控制和主蒸汽压力控制的品质。通过现场变负荷试验，证明了该方法的有效性。本发明所述的常规滑压曲线是由负荷指令经折线函数和惯性环节形成，一般为定压-滑压-定压运行方式。
进一步的，所述的自适应微分量由微分量和自适应修正系数相乘得到。
进一步的，所述的自适应修正系数由压力偏差与微分量的比值经折线函数得到。
更进一步的，将实际压力与压力设定值相减，除以微分量后获得一个修正系数，该修正系数经折线函数f(x)和惯性时间函数f(t)后产生自适应修正系数。
再进一步的，所述折线函数f(x)的范围在0-1之间。
再进一步的，所述惯性时间函数f(t)的惯性时间在25-35秒。
进一步的，设计调门开度微分量根据构造调节级压力和构造主蒸汽压力相除后减去基准量K1/K2得到，K1为负荷与调节级压力之间的折算系数，K2为常规滑压曲线中滑压段斜率。机组容量不同，K1、K2不同。
更进一步的，所述的构造调节级压力通过负荷指令乘以转换系数K1得到。
更进一步的，所述的构造主蒸汽压力通过负荷指令乘以转换系数K2后经5个惯性时间函数得到。
进一步的，所述的调门开度用汽机一级压力除以主蒸汽压力来表征。
本发明具有以下有益效果：本发明给出了火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，在机组受到较大外部、内部扰动，比如AGC时指令连续大幅变化或启停磨过程等，其能够较好地吻合变负荷动态过程中实际压力的变化情况，极大地提高了机组负荷控制和主蒸汽压力控制的品质，同时参数整定简单，便于工程应用。本发明对于火电机组滑压曲线的优化设计和协调品质优化具有重要的实践意义。
附图说明
图1为本发明自适应滑压曲线设置原理图；
图2为本发明自适应修正系数设置原理图(图中f(x)为折线函数，f(t)为惯性时间函数)；
图3为常规滑压曲线设置原理图(图中f(x)为折线函数，f1(t)、f2(t)、f3(t)、f4(t)、f5(t)分别为惯性时间函数)；
图4为本发明微分量设置原理图；其中，图4a为调门开度的形成原理图；图4b为微分量的调节原理图；图4c为构造调节级压力的形成原理图；图4d为构造主蒸汽压力的形成原理图；图4e为设计调门开度微分量的形成原理图；
图5为本发明应用例中400MW-450MW变负荷响应图(图中，A为叠加在常规滑压曲线上的自适应微分量；B为负荷设定值；C为实际负荷；D为压力设定值；E为实际压力)；
图6为本发明应用例中400MW-470MW变负荷响应图(图中，A为叠加在常规滑压曲线上的自适应微分量；B为负荷设定值；C为实际负荷；D为压力设定值；E为实际压力)。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例提供一种火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法。火电机组协调控制系统在变负荷过程中，在常规滑压曲线的基础上叠加一个自适应微分量；根据设计调门开度微分量经过调门开度对压力的特性函数得到微分量，然后根据实际压力与压力设定值的偏差对该微分量进行修正获得自适应微分量。
所述的自适应微分量由微分量和自适应修正系数相乘得到，所述的自适应修正系数由压力偏差与微分量的比值经折线函数得到，将实际压力与压力设定值相减，除以微分量后获得一个修正系数，该修正系数经折线函数f(x)和惯性时间函数f(t)后产生自适应修正系数。所述折线函数f(x)的范围在0-1之间，所述惯性时间函数f(t)的惯性时间在25-35秒，优选30秒。
设计调门开度微分量根据构造调节级压力和构造主蒸汽压力相除后减去基准量K1/K2得到，K1为负荷与调节级压力之间的折算系数，K2为常规滑压曲线中滑压段斜率。所述的构造调节级压力通过负荷指令乘以转换系数K1得到。所述的构造主蒸汽压力通过负荷指令乘以转换系数K2后经5个惯性时间函数得到。所述的调门开度用汽机一级压力除以主蒸汽压力来表征。
本发明的自适应滑压曲线设置方法能够较好地吻合变负荷动态过程中实际压力的变化情况，从而有效减少锅炉主控在变负荷过程中调节作用，极大地提高了机组负荷控制和主蒸汽压力控制的品质。通过现场变负荷试验，证明了该方法的有效性。
根据图1，自适应滑压曲线由负荷指令产生的常规滑压曲线和自适应微分量叠加产生。自适应微分量由微分量和自适应修正系数相乘产生。
根据图2，自适应修正系数由压力偏差与微分量的比值经折线函数产生，将实际压力与压力设定值相减，除以微分量后获得一个修正系数，该系数经折线函数f(x)和惯性时间函数f(t)后产生自适应修正系数，折线函数f(x)的范围在0-1之间，函数f(t)的惯性时间在30秒左右。
根据图3，常规滑压曲线由负荷指令经折线函数和惯性时间函数产生，折线函数f(x)分为定压段、滑压段和定压段三部分，滑压段具有一定的斜率；惯性时间函数具有5个，模拟实际压力的惯性情况而设置。
根据图4a，调门开度可以用汽机一级压力(调节级压力P1)除以主蒸汽压力来表征。叠加在常规滑压曲线上的微分量根据设计调门开度微分量经过调门对压力的特性函数来产生，如图4b。本发明依据上述原理来设计叠加在常规滑压曲线上的微分量，其中，设计调门开度微分量根据构造调节级压力和构造主蒸汽压力相除后减去基准量K1/K2得到，如图4e；构造调节级压力通过负荷指令乘以K1得到，如图4c；构造主蒸汽压力通过负荷指令乘以K2后经5个惯性时间函数得到，如图4d。
应用例
通过某600MW汽包炉变负荷试验验证火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法(即本发明)的有效性。
将变负荷速率设置为6MW/min，负荷指令由400MW变化至450MW，获得负荷和压力响应曲线如图5所示，图5中，负荷最大响应偏差在±5MW以内，压力最大响应偏差在±0.3MPa以内。
将变负荷速率设置为6MW/min，负荷指令由400MW变化至470MW，获得负荷和压力响应曲线如图6所示，图6中，负荷最大响应偏差在±5MW以内，压力最大响应偏差在±0.2MPa以内。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，火电机组协调控制系统在变负荷过程中，在常规滑压曲线的基础上叠加一个自适应微分量；根据设计调门开度微分量经过调门开度对压力的特性函数得到微分量，然后根据实际压力与压力设定值的偏差对该微分量进行修正获得自适应微分量。
2.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述的自适应微分量由微分量和自适应修正系数相乘得到。
3.根据权利要求2所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述的自适应修正系数由压力偏差与微分量的比值经折线函数得到。
4.根据权利要求3所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，将实际压力与压力设定值相减，除以微分量后获得一个修正系数，该修正系数经折线函数f(x)和惯性时间函数f(t)后产生自适应修正系数。
5.根据权利要求4所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述折线函数f(x)的范围在0-1之间。
6.根据权利要求4所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述惯性时间函数f(t)的惯性时间在25-35秒。
7.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，设计调门开度微分量根据构造调节级压力和构造主蒸汽压力相除后减去基准量K1/K2得到，K1为负荷与调节级压力之间的转换系数，K2为常规滑压曲线中滑压段斜率。
8.根据权利要求7所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述的构造调节级压力通过负荷指令乘以转换系数K1得到。
9.根据权利要求7所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述的构造主蒸汽压力通过负荷指令乘以滑压段斜率K2后经5个惯性时间函数得到。
10.根据权利要求1-9任一项所述的火电机组协调控制系统自适应滑压曲线设置方法，其特征在于，所述的调门开度用调节级压力除以主蒸汽压力来表征。
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