CN110989708B - 一种基于决策函数的压力前馈控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于决策函数的压力前馈控制方法,属于火力发电领域。该方法包含压力偏差决策函数回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路。第一部分压力偏差决策函数回路:根据主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值进行偏差计算(设定值‑实际值),对产生偏差值进行判断,决策出六种模式,三种实际值偏小模式,三种实际值偏大模式。第二部分条件函数回路:每一种模式都有对应的压力前馈分量,根据压力偏差决策函数回路决策出的模式,选择相应模式对应的前馈量。第三部分压力偏差前馈生成回路:根据六种模式生成的对应前馈量进行求和计算,并经过速率限制后输出,最为最终的压力前馈量(PF01)。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电领域,尤其涉及一种基于决策函数的压力前馈控制方法,用于提高直流锅炉机组协调控制系统主蒸汽压力调节品质。
背景技术
随着经济的发展,大容量机组的比例越来越大,目前对于火力发电机组都要求自身具备能参与电网调频、调峰的能力,随着电力电网技术和智能电网技术的发展,电网调度中心对火力发电厂大中型机组的调节品质要求也越来越高,这些要求主要包括:大范围的负荷变动,良好的负荷静态、动态跟踪性能、稳定性能等。因此技术人员对现有控制逻辑进行优化,更好的保证机组协调系统方面参数的稳定。
由于电网要求的提高,对协调方面参数的准确性、策略的合理性提出了更高的要求,一旦整定参数存在偏差、策略设置不合理及机组特性产生偏差,会对协调系统的调节品质造成很大的影响,从而无法满足电网考核的要求。其中主蒸汽压力是协调控制系统中重要的几个参数之一,主蒸汽压力调节品质的好坏,直接影响协调系统的调节品质。为了提高协调控制系统的适应性,防止控制对象特性发生变化或特殊工况导致主蒸汽压力偏差大,提高主蒸汽压力的调节品质,在正常运行的协调控制基础上,本发明提出了一种基于决策函数的压力前馈控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了提高协调控制系统的适应性,防止控制对象发生变化或特殊工况(如启停磨、高低加解列、AGC指令频繁变化等)导致主蒸汽压力偏差大,提高主蒸汽压力的调节品质,提供了一种基于决策略函数的压力前馈控制方法,基于决策函数的压力前馈不与现有协调控制系统的压力前馈重叠,现有压力前馈为连续模拟量控制,基于决策函数的压力前馈为“开关式”模拟量控制,只有当现有协调控制系统调节的压力超过限值后才会起作用,提高现有协调控制系统的压力调节品质。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种基于决策函数的压力前馈控制方法,该方法包含压力偏差决策函数回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路。
第一部分压力偏差决策函数回路。根据主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值进行偏差计算(设定值-实际值),对产生偏差值进行判断,决策出六种模式,三种实际值偏小模式,三种实际值偏大模式。其中当偏差在对应决策区域内,对应的模式触发为“1”,偏差不在决策区域内时,对应的模式恢复为“0”。
第二部分条件函数回路。每一种模式都有对应的压力前馈分量,根据压力偏差决策函数回路决策出的模式,选择相应模式对应的前馈量,其中当模式恢复为“0”时,模式对应的前馈量也为“0”。
第三部分压力偏差前馈生成回路。根据六种模式生成的对应前馈量进行求和计算,并经过速率限制后输出,最为最终的压力前馈量(PF01)。
具体如下:
S1.压力偏差决策回路:计算主蒸汽压力设定值与实际压力偏差;压力偏差大于零时,根据A1,A2,A3、B1、B2、B3值的大小,决策回路决策出M1、M2、M3模式中的一种或几种组合;压力偏差小于零时,根据A4,A5,A6、B4、B5、B6值的大小,决策函数决策出M4、M5、M6模式中的一种或几种组合;
S2.条件函数回路:根据决策出触发的模式选择对应的前馈量,其中M1模式触发选择C1、M2模式触发选择C2、M3模式触发选择C3、M4模式触发选择C4、M5模式触发选择C5、M6模式触发选择C6,若模式不触发则为零;
S3.压力偏差前馈生成回路:根据条件函数回路生成的前馈量求和,并进行速率限制,最终生成压力前馈量(PF01)。
进一步的,在S1中,压力偏差=主蒸汽压力设定值-实际主蒸汽压力。
进一步的,在S1中,A1为0.7~1之间的一个常数;B1为0.7~1之间的一个常数;A2为0.4~0.7之间的一个常数;B2为0.4~0.7之间的一个常数;A3为0~0.4之间的一个常数;B3为0~0.4之间的一个常数;A4为-0.4~0之间的一个常数;B4为-0.4~0之间的一个常数;A5为-0.7~-0.4之间的一个常数;B5为-0.7~-0.4之间的一个常数;A6为-1~-0.7之间的一个常数;B6为-1~-0.7之间的一个常数。
进一步的,在S1中,决策函数具有的功能:压力偏差大于A1时,触发M1模式,压力偏差小于B1时,M1模式复位;压力偏差大于A2时,触发M2模式,压力偏差小于B2时,M2模式复位;压力偏差大于A3时,触发M3模式,压力偏差小于B3时,M3模式复位;压力偏差小于A4时,触发M4模式,压力偏差大于B4时,M4模式复位;压力偏差小于A5时,触发M5模式,压力偏差大于B5时,M5模式复位;压力偏差小于A6时,触发M6模式,压力偏差大于B6时,M5模式复位。
进一步的,在S2中,C1为50~60之间的一个常数;C2为30~40之间的一个常数;C3为15~25之间的一个常数;C4为-25~-15之间的一个常数;C5为-40~-30之间的一个常数;C6为-60~-50之间的一个常数。
进一步的,在S3中,速率限制值范围为机组容量的1%~5% MW/min。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:本发明在现有协调控制系统基础上,新增一种基于决策函数的压力前馈,该压力前馈为“开关式”模拟量控制,具体优点如下:
1)可减少现有协调控制系统在发生特殊工况(如启停磨、高低加解列等)时主蒸汽压力的调节偏差。
2)可减少现有协调控制系统在AGC指令频繁变化时主蒸汽压力的调节偏差,并提高机组的影响性能。
3)基于决策函数的压力前馈不仅能用于传统PID的协调控制系统,还能用于采用先进算法的协调控制系统。
4)提高现有协调控制系统整定参数的裕量。
5)增加现有协调控制系统的适应性、容错性。
附图说明
图1是本发明实施例中基于决策函数的压力前馈控制方法图。
图2是本发明实施例中压力偏差决策函数回路图。
图3是本发明实施例中条件函数回路图。
图4是本发明实施例中压力偏差前馈生成回路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例
参见图1至图4,本实施例中的基于决策函数的压力前馈控制方法,包含压力偏差决策回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路。
压力偏差决策回路:
减法模块(101)的正端输入值为主蒸汽压力设定值,负端输入值为实际主蒸汽压力,输出至判断模块(102,103,104,105,106,107);
判断模块(102)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(110)的输出值,值为A3;输入值3为常数模块(116)的输出值,值为B3。其中A3为0~0.4之间的一个常数,B3为0~0.4之间的一个常数,A3大于B3。当输入值1大于输入值2时,输出为“True”,触发M3模式;输入值1小于输入值3时,输出为“False”,M3模式复位。输出值至选择模块(201)。
判断模块(103)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(109)的输出值,值为A2;输入值3为常数模块(115)的输出值,值为B2。其中A2为0.4~0.7之间的一个常数,B2为0.4~0.7之间的一个常数,A2大于B2。当输入值1大于输入值2时,输出为“True”,触发M2模式;输入值1小于输入值3时,输出为“False”,M2模式复位。输出值至选择模块(202)。
判断模块(104)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(108)的输出值,值为A1;输入值3为常数模块(114)的输出值,值为B1。其中A1为0.7~1之间的一个常数,B1为0.7~1之间的一个常数,A1大于B1。当输入值1大于输入值2时,输出为“True”,触发M1模式;输入值1小于输入值3时,输出为“False”,M1模式复位。输出值至选择模块(203)。
判断模块(105)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(111)的输出值,值为A4;输入值3为常数模块(117)的输出值,值为B4。其中A4为-0.4~0之间的一个常数,B4为-0.4~0之间的一个常数,A4小于B4。当输入值1小于输入值2时,输出为“True”,触发M4模式;输入值1大于输入值3时,输出为“False”,M4模式复位。输出值至选择模块(204)。
判断模块(106)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(112)的输出值,值为A5;输入值3为常数模块(118)的输出值,值为B5。其中A5为-0.7~-0.4之间的一个常数,B5为-0.7~-0.4之间的一个常数,A5小于B5。当输入值1小于输入值2时,输出为“True”,触发M5模式;输入值1大于输入值3时,输出为“False”,M5模式复位。输出值至选择模块(205)。
判断模块(107)的输入值1为减法模块(101)的输出值;输入值2为常数模块(113)的输出值,值为A6;输入值3为常数模块(118)的输出值,值为B6。其中A6为-1~-0.7之间的一个常数,B6为-1~-0.7之间的一个常数,A6小于B6。当输入值1小于输入值2时,输出为“True”,触发M6模式;输入值1大于输入值3时,输出为“False”,M6模式复位。输出值至选择模块(206)。
条件函数回路:
选择模块(201)的控制信号为判断模块(102)的输出值;输入值1为常数模块(209)的输出值,值为C3,其中C3为15~25之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(301)。
选择模块(202)的控制信号为判断模块(103)的输出值;输入值1为常数模块(208)的输出值,值为C2,其中C2为30~40之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(301)。
选择模块(203)的控制信号为判断模块(104)的输出值;输入值1为常数模块(207)的输出值,值为C1,其中C1为50~60之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(301)。
选择模块(204)的控制信号为判断模块(105)的输出值;输入值1为常数模块(210)的输出值,值为C4,其中C4为-25~-15之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(302)。
选择模块(205)的控制信号为判断模块(106)的输出值;输入值1为常数模块(211)的输出值,值为C5,其中C5为-40~-30之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(302)。
选择模块(206)的控制信号为判断模块(107)的输出值;输入值1为常数模块(212)的输出值,值为C6,其中C6为-60~-50之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时,输出输入值1,否则输出输入值2。输出至求和模块(302)。
压力偏差前馈生成回路:
求和模块(301)的输入值1为选择模块(201)的输出值,输入值2为选择模块(202)的输出值,输入值3为选择模块(203)的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值。输出至求和模块(303)。
求和模块(302)的输入值1为选择模块(204)的输出值,输入值2为选择模块(205)的输出值,输入值3为选择模块(206)的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值。输出至求和模块(303)。
求和模块(303)的输入值1为求和模块(301)的输出值,输入值2为求和模块(302)的输出值。将输入值1、输入值2相加求和的结果作为输出值。输出至速率限制模块(304)。
速率限制模块(304)的输入值为求和模块(303)的输出值,速率限制范围为机组容量的1%~5% MW/min,输入值经速率限制后输出至求和模块(002)。
常规回路:
锅炉主控控制器(001)的设定值为主蒸汽压力设定值,反馈值为实际主蒸汽压力,经控制器运算后,输出控制量至求和模块(002),其中亦可用其他算法代替锅炉主控制器。
求和模块(002)的输入值1为锅炉主控制器(001)的输出值,输入值2为锅炉主控其他前馈量,输入值3为速率限制模块(304)的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值,输出值作为锅炉主控输出量。
本实施例中基于决策函数的压力前馈考虑到因AGC指令频繁变化、机组发生特殊工况、机组动态特定发生变化等影响协调控制系统主蒸汽压力调节品质;增加协调控制系统整定参数的裕量;增加协调控制系统的适应性和容错性。
AGC指令频繁变化、机组发生特殊工况、机组动态特定发生变化等其他状况导致主蒸汽压力偏差超过限值,进入到决策函数的决策区域内,基于决策函数的压力前馈开始起作用。偏差大于“0”时并超过一定限制(根据A3值的大小决定),决策函数决策出M1、M2、M3模式一种或几种组合;偏差小于“0”时并超过一定限制(根据A4值的大小决定),决策函数决策出M4、M5、M6模式一种或几种组合。条件函数根据决策出的模式选择对应的前馈量(由C1、C2、C3、C4、C5、C6值决定),对条件函数生成的前馈量求和,并进行速率限制作为最终的压力前馈量(PF01)。
虽然本发明以实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟悉该项技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改,均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于决策函数的压力前馈控制方法,其特征在于:包含压力偏差决策函数回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路;
S1.压力偏差决策函数回路:计算主蒸汽压力设定值与实际压力偏差;压力偏差大于零时,根据A1,A2,A3、B1、B2、B3值的大小,决策函数决策出M1、M2、M3模式中的一种或几种组合;压力偏差小于零时,根据A4,A5,A6、B4、B5、B6值的大小,决策函数决策出M4、M5、M6模式中的一种或几种组合;
S2.条件函数回路:根据决策出触发的模式选择对应的前馈量,其中M1模式触发选择C1、M2模式触发选择C2、M3模式触发选择C3、M4模式触发选择C4、M5模式触发选择C5、M6模式触发选择C6,若模式不触发则为零;
S3.压力偏差前馈生成回路:根据条件函数回路生成的前馈量求和,并进行速率限制,最终生成压力前馈量;
在S1中,A1为0.7~1之间的一个常数;B1为0.7~1之间的一个常数;A2为0.4~0.7之间的一个常数;B2为0.4~0.7之间的一个常数;A3为0~0.4之间的一个常数;B3为0~0.4之间的一个常数;A4为-0.4~0之间的一个常数;B4为-0.4~0之间的一个常数;A5为-0.7~-0.4之间的一个常数;B5为-0.7~-0.4之间的一个常数;A6为-1~-0.7之间的一个常数;B6为-1~-0.7之间的一个常数;其中,A1大于B1,A2大于B2,A3大于B3,A4小于B4,A5小于B5,A6小于B6;
在S1中,决策函数具有的功能:压力偏差大于A1时,触发M1模式,压力偏差小于B1时,M1模式复位;压力偏差大于A2时,触发M2模式,压力偏差小于B2时,M2模式复位;压力偏差大于A3时,触发M3模式,压力偏差小于B3时,M3模式复位;压力偏差小于A4时,触发M4模式,压力偏差大于B4时,M4模式复位;压力偏差小于A5时,触发M5模式,压力偏差大于B5时,M5模式复位;压力偏差小于A6时,触发M6模式,压力偏差大于B6时,M5模式复位。
2.根据权利要求1所述的基于决策函数的压力前馈控制方法,其特征在于:在S1中,压力偏差=主蒸汽压力设定值-实际主蒸汽压力。
3.根据权利要求1所述的基于决策函数的压力前馈控制方法,其特征在于:在S2中,C1为50~60之间的一个常数;C2为30~40之间的一个常数;C3为15~25之间的一个常数;C4为-25~-15之间的一个常数;C5为-40~-30之间的一个常数;C6为-60~-50之间的一个常数。
4.根据权利要求1所述的基于决策函数的压力前馈控制方法,其特征在于:在S3中,速率限制值范围为机组容量的1%~5% MW/min。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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