CN111308886B - 一种燃煤机组协调控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤机组协调控制方法及系统。该方法包括：根据锅炉热量信号和当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果；根据燃煤机组负荷指令和压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果；根据锅炉热量信号、汽轮机能量需求信号、比例调节结果和积分调节结果进行炉协调控制；根据燃煤机组主汽压力实际值和燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；根据变负荷速率修正系数对变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；根据修正后的变负荷速率和燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；根据燃煤机组负荷调节器设定值和实际负荷进行机协调控制，具有能够保证燃煤机组变负荷过程中对负荷的深度调节，提升调节品质的优点。

Description

一种燃煤机组协调控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电厂协调控制技术领域，特别是涉及一种燃煤机组协调控制方法及系统。

背景技术

相对常规调峰模式，燃煤机组在调峰深度不断下降的过程中，各系统逐步接近安全调节下限，调节裕量减少、线性度差等问题突出，同时机组变负荷过程中的风、煤、水动态响应特性发生变化，非线性特征明显加强，各系统间的耦合影响明显，导致协调控制的调节品质和适应性变差，抗干扰能力减弱，运行风险较高。

电网正常调峰情况下自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)指令以同向连续或反复小阶跃信号进行调节，但由于大规模风、光电出力的随机性和间歇性影响，要求燃煤机组负荷一次性升降到位逐渐成为一种常态。在煤值变化较大、风煤水相对不匹配时间较长等因素作用下，会产生较大的压力偏差，从而导致风、煤、水大幅度波动，对协调控制系统的扰动非常明显，运行风险较高。

燃煤机组的调频性能与主汽压力等主要参数密切相关。由于深度变负荷过程中AGC指令的频繁变化导致实际运行压力与负荷适应性较好的滑压曲线有一定的动态偏离，尤其在偏离值较大时对调频影响非常明显。

目前，在进行深度变负荷过程中存在协调控制调节品质差、抗干扰能力弱等缺点，无法保证燃煤机组深度变负荷过程中对负荷调节的深度、快速、精度品质要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃煤机组协调控制方法及系统，具有能够保证燃煤机组变负荷过程中对负荷的深度调节，提升调节品质的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种燃煤机组协调控制方法，包括：

获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷；

根据所述锅炉热量信号和所述当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果；

根据所述燃煤机组负荷指令和所述压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果；

根据所述锅炉热量信号、所述汽轮机能量需求信号、所述比例调节结果和所述积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；所述炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制；

根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；

根据所述变负荷速率修正系数对所述变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；

根据所述修正后的变负荷速率和所述燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；

根据所述燃煤机组负荷调节器设定值和所述实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；所述机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制。

可选的，所述方法，还包括：

获取调频动作前馈量；所述调频动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的直接变化量；

根据所述主汽压力实际值和与所述燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果；

根据所述第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数；

根据所述高频降负荷工况对应的修正系数和所述低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数；

对所述燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果；

根据所述主汽压力修正系数和所述负荷段修正处理结果对所述调频动作前馈量进行修正，得到修正后的调频动作前馈量。

可选的，所述方法，还包括：

获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值；

将所述燃煤机组滑压指令与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差；

在升负荷工况下判断所述压力偏差是否小于所述压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断所述压力偏差是否大于所述压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果；

根据所述压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为不停止，则继续输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，并返回步骤“将所述燃煤机组主汽压力预设值与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差”。

可选的，

所述根据所述锅炉热量信号和所述当前燃料量进行比例调节，具体包括：

获取总煤量信号和煤量期望值；

将所述锅炉热量信号与所述煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

根据所述总煤量信号与所述第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益；

所述根据所述燃煤机组负荷指令和所述压力偏差信号进行积分调节，具体包括：

对所述燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；

对所述微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；

对所述燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；

采用所述积分时间修正结果对所述积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；

对所述压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；

对所述横向放大处理结果和所述纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；

根据变负荷工况与稳态工况对所述变负荷积分模式的时间和所述稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间。

可选的，所述根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数，具体包括：

获取第一比较阈值、第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；所述第一比较阈值小于所述第二比较阈值，所述第三比较阈值小于所述第四比较阈值；

对所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果和所述燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；

判断所述第三偏差计算结果是否小于所述第一比较阈值，得到第一比较结果；

判断所述第三偏差计算结果是否大于所述第二比较阈值，得到第二比较结果；

判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于所述第三比较阈值，得到第三比较结果；

判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于所述第四比较阈值，得到第四比较结果；所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；

比较所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出所述同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

本发明还提供一种燃煤机组协调控制系统，包括：

第一数据获取模块，用于获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷；

比例调节模块，用于根据所述锅炉热量信号和所述当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果；

积分调节模块，用于根据所述燃煤机组负荷指令和所述压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果；

炉协调控制模块，用于根据所述锅炉热量信号、所述汽轮机能量需求信号、所述比例调节结果和所述积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；所述炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制；

变负荷速率修正系数确定模块，用于根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；

变负荷速率修正模块，用于根据所述变负荷速率修正系数对所述变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；

燃煤机组负荷调节器设定值确定模块，用于根据所述修正后的变负荷速率和所述燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；

机协调控制模块，用于根据所述燃煤机组负荷调节器设定值和所述实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；所述机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制。

可选的，所述系统，还包括：

第二数据获取模块，用于获取调频动作前馈量；所述调频动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的直接变化量；

第一偏差计算结果生成模块，用于根据所述主汽压力实际值和与所述燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果；

负荷工况修正系数确定模块，用于根据所述第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数；

主汽压力修正系数确定模块，用于根据所述高频降负荷工况对应的修正系数和所述低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数；

负荷段修正处理模块，用于对所述燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果；

调频快速动作前馈量修正模块，用于根据所述主汽压力修正系数和所述负荷段修正处理结果对所述调频动作前馈量进行修正，得到修正后的调频动作前馈量。

可选的，所述系统，还包括：

第三数据获取模块，用于获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值；

压力偏差确定模块，用于将所述燃煤机组滑压指令与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差；

压力偏差判断结果生成模块，用于在升负荷工况下判断所述压力偏差是否小于所述压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断所述压力偏差是否大于所述压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果；

动作停止判断模块，用于根据所述压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则执行停止模块；若判断结果为不停止，则执行升降负荷模块；

所述停止模块，用于停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量；

所述升降负荷模块，用于输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，并执行所述压力偏差确定模块。

可选的，

所述比例调节模块，具体包括：

煤量数据获取单元，用于获取总煤量信号和煤量期望值；

第二偏差计算结果生成单元，用于将所述锅炉热量信号与所述煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

比例增益确定单元，用于根据所述总煤量信号与所述第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益；

所述积分调节模块，具体包括：

微分处理单元，用于对所述燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；

积分时间修正处理单元，用于对所述微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；

积分时间处理单元，用于对所述燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；

变负荷积分模式的时间确定单元，用于采用所述积分时间修正结果对所述积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；

放大处理单元，用于对所述压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；

稳态积分模式的时间确定单元，用于对所述横向放大处理结果和所述纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；

炉协调调节器的积分时间生成单元，用于根据变负荷工况与稳态工况对所述变负荷积分模式的时间和所述稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间。

可选的，所述变负荷速率修正系数确定模块，具体包括：

比较阈值获取单元，用于获取第一比较阈值和第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；所述第一比较阈值小于所述第二比较阈值，所述第三比较阈值小于所述第四比较阈值；

第三偏差计算结果生成单元，用于对所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果和所述燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；

第一比较结果生成单元，用于判断所述第三偏差计算结果是否小于所述第一比较阈值，得到第一比较结果；

第二比较结果生成单元，用于判断所述第三偏差计算结果是否大于所述第二比较阈值，得到第二比较结果；

第三比较结果生成单元，用于判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于所述第三比较阈值，得到第三比较结果；

第四比较结果生成单元，用于判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于所述第四比较阈值，得到第四比较结果；所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；

变负荷速率修正系数确定单元，用于比较所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出所述同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种燃煤机组协调控制方法及系统，根据锅炉热量信号和当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果；根据燃煤机组负荷指令和压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果；根据锅炉热量信号、汽轮机能量需求信号、比例调节结果和积分调节结果进行炉协调控制；根据燃煤机组主汽压力实际值和燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；根据变负荷速率修正系数对变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；根据修正后的变负荷速率和燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；根据燃煤机组负荷调节器设定值和实际负荷进行机协调控制。通过本发明的炉协调控制的变比例和变积分方法，能够保证燃煤机组变负荷过程中对负荷的深度调节，提升了协调系统的调节品质，增强了协调控制系统的抗扰能力。

此外，当压力偏差不满足压力偏差预设值，停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，保证了深度变负荷的快速性以及主汽压力的稳定，并且在调频动作发生时通过对调频快速动作前馈量进行修正，能够提升燃煤机组的调频性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中燃煤机组协调控制方法原理图；

图2为本发明实施例中炉协调调节器比例环节和积分环节组态示意图；

图3为本发明实施例中燃煤机组负荷调节器变负荷速率生成环节组态示意图；

图4为本发明实施例中DEH侧的调频快速动作单元主汽压力修正环节组态示意图；

图5为本发明实施例中主汽压力安全约束环节组态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种燃煤机组协调控制方法及系统，具有能够保证燃煤机组变负荷过程中对负荷的深度调节，提升调节品质的优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

图1为本发明实施例中燃煤机组协调控制方法原理图，如图1所示，本发明提供的燃煤机组协调控制方法，基于图1所示的采用炉协调控制单元、机协调控制单元、DEH调频快速动作单元、比例环节、积分环节、前馈主汽压力安全约束环节、变负荷积分模式、稳态积分模式、变负荷速率生成环节、主汽压力修正环节，本发明的燃煤机组协调控制方法作用于深度变负荷协调控制系统。

采用炉协调控制单元，通过优化主汽压力调节器的PI作用，以及对前馈量的有效控制，既保证锅炉侧燃料调节的快速性及准确性，又保证锅炉的热量能够满足汽机的能量需求。在炉协调控制单元，由热量信号及其动态微分前馈先求和，然后与实时燃料量进行比值运算，最终以函数曲线形成主汽压力调节器的比例环节。

采用机协调控制单元，对滑压指令的变化速率和压力偏差变化速率进行判断，根据判断结果对实际变负荷速率进行修正，保证机组负荷的适应性，减小对协调控制系统的扰动。在机协调控制单元，将经过修正后变负荷速率运算的负荷指令与调频指令叠加作为负荷调节器的实际设定值，然后与实时负荷量进行PID运算。

采用DEH调频快速动作单元，在调频动作发生时通过压力偏离值的动态实时修正，提升机组的调频性能。在DEH侧的调频快速动作单元，根据调频动作发生时的压力偏离值对快速回路幅度进行动态实时修正，并区分高频降负荷和低频升负荷两种工况。

采用比例环节，根据由热量信号及其动态微分前馈先求和，然后与实时燃料量进行比值运算，达到实时的、更准确的生成主汽压力调节器的比例作用。

采用积分环节，分别设置变负荷积分模式与稳态积分模式，达到实时的、更准确的生成主汽压力调节器的积分作用。针对主汽压力调节器积分环节分别设置变负荷积分模式与稳态积分模式，其中将负荷指令对应的函数曲线通过负荷指令的微分进行动态实时修正，以此形成变负荷积分模式，将主汽压力偏差与其实时变化速率进行模糊控制规则化选择，以此形成稳态积分模式。

采用主汽压力安全约束环节，在压力与实际负荷的变化趋势反向，且偏差值超过一定的安全限值时，合理减小甚至闭锁快速动作量，待压力回归安全范围后，逐级释放闭锁信号，以此保证深度变负荷的快速性以及主汽压力的稳定。

采用变负荷速率生成环节，将根据滑压指令的变化速率和压力偏差的变化速率对实际变负荷速率进行优化选择，在保证变负荷速率满足要求的同时，增强系统的抗扰能力。

采用主汽压力修正环节，在调频动作时的根据压力偏离值对快速回路幅度进行动态实时修正，保证机组的调频幅度及快速性满足电网要求。在前馈环节，将负荷指令微分对应的函数与实时修正系数的乘积作为快速动作量，并设置压力安全约束条件，在压力与实际负荷的变化趋势反向，且偏差值超过一定的安全限值时，合理减小甚至闭锁快速动作量，待压力回归安全范围后，通过微分时间的改变，逐级释放闭锁信号，以此保证深度变负荷的快速性以及主汽压力的稳定。

根据上述的炉协调控制单元、机协调控制单元、调频快速动作单元对燃煤机组的深度变负荷协调系统进行控制，从而在确保机组安全基础上能够达到提升负荷深度、快速、频繁调整性能的优点。

本发明提供的一种燃煤机组协调控制方法，包括：

步骤(1)：获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷。燃煤机组滑压指令为燃煤机组主汽压力设定值。

步骤(2)：根据锅炉热量信号和当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果。

步骤(2)，具体包括：

获取总煤量信号和煤量期望值；将锅炉热量信号与煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；根据总煤量信号与第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益。

步骤(3)：根据燃煤机组负荷指令和压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果。

步骤(3)，具体包括：

对燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；对微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；对燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；采用积分时间修正结果对积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；对压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；对横向放大处理结果和纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；根据变负荷工况与稳态工况对变负荷积分模式的时间和稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间。

步骤(4)：根据锅炉热量信号、汽轮机能量需求信号、比例调节结果和积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制。

具体的，如图2所示，图2为炉协调调节器比例环节和积分环节组态示意图，图2中LAG表示滞后块，T表示切换判断模块。

将热量信号(S1)与理论煤量(F1(x)的输出S4)进行偏差运算，然后与机组的实时总煤量信号(S5)相除(S5/S4)，得到的(S6)再经过煤量系数与炉协调比例的非线性关系函数F2(x)的处理，将结果S7作为主汽压力调节器的比例增益。

将机组负荷指令(S8)的微分输出(S9)经过积分时间修正系数函数F3(x)进行处理，其结果S10对负荷指令对应的积分时间函数F4(x)的输出S11进行修正，输出变负荷积分模式的时间S12。

将压力偏差信号(S13)经过横向放大系数K1修正后得到S14，再将S14经过多段线性函数F5(x)运算的结果(S15)作为X轴坐标；将压力偏差信号(S13)经过纵向放大系数K2修正后得到S16，然后进行微分运算，得到结果S17作为Y轴坐标,然后将S15与S17进行模糊算法的模糊控制规则化选择处理，输出稳态积分模式的时间S18。

变负荷积分模式的时间S12与稳态积分模式的时间S18经过变负荷/稳态工况的条件切换模块T输出主汽压力调节器的积分时间S19。

最后将锅炉热量信号(S1)与汽轮机的能量需求信号(S2)的偏差通过上述的比例环节、积分环节共同运算，输出炉协调调节器指令S20。

步骤(5)：根据燃煤机组主汽压力实际值和燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数。

步骤(5)，具体包括：

获取第一比较阈值、第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；第一比较阈值小于第二比较阈值，第三比较阈值小于第四比较阈值；对燃煤机组滑压指令的微分输出结果和燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；判断第三偏差计算结果是否小于第一比较阈值，得到第一比较结果；判断第三偏差计算结果是否大于第二比较阈值，得到第二比较结果；判断燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于第三比较阈值，得到第三比较结果；判断燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于第四比较阈值，得到第四比较结果；第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果和第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；比较第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果和第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

步骤(6)：根据变负荷速率修正系数对变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率。

步骤(7)：根据修正后的变负荷速率和燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值。

步骤(8)：根据燃煤机组负荷调节器设定值和实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制。

具体的，如图3所示，图3为燃煤机组负荷调节器变负荷速率生成环节组态示意图，图3中A表示常数模块，A＝0.8表示变负荷速率修正系数为0.8，A＝0.9表示变负荷速率修正系数为0.9，A＝1表示变负荷速率修正系数为1，A＝1.1表示变负荷速率修正系数为1.1，A＝1.2表示变负荷速率修正系数为1.2。

表示速率块。

滑压指令(S57)的微分计算输出(S42)与实际主汽压力(S32)的微分计算输出(S41)先进行偏差运算，得到输出值S43，再将S43进行低值判断得到S44，进行高值判断得到S45，同时S42进行低值判断得到S46，进行高值判断得到S47。

当S44与S47同时为1时，变负荷速率修正系数S52等于0.8；当S44与S46同时为1时，变负荷速率修正系数S52等于1.1；当S45与S46同时为1时，变负荷速率修正系数S52等于0.9；当S45与S47同时为1时，变负荷速率修正系数S52等于1.2；当上述情况均不存在时，变负荷速率修正系数S52等于1；然后将变负荷速率修正系数S52与变负荷速率设定值S53相乘，得到修正后变负荷速率S54。

最后负荷指令(S8)在按照修正后变负荷速率S54输出S55，将负荷指令(S8)按照修正后变负荷速率S54进行输出，得到机组负荷调节器的设定值S55，然后机组的实际负荷S40进行PID运算，输出机协调调节器输出S56。

步骤(9)：获取调频快速动作前馈量；调频快速动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的快速变化量。

步骤(10)：根据主汽压力实际值和与燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果。

步骤(11)：根据第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数。

步骤(12)：根据高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数。

步骤(13)：对燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果。

步骤(14)：根据主汽压力修正系数和负荷段修正处理结果对调频快速动作前馈量进行修正，得到修正后的调频快速动作前馈量。

具体的，如图4所示，图4为DEH侧的调频快速动作单元主汽压力修正环节组态示意图。负荷指令(S8)对应的滑压值(F8(x)的输出S33)与机组的实际主汽压力(S32)先进行偏差运算，其结果(S34)通过升负荷修正函数F7(x)和降负荷修正函数F9(x)分别计算出高频降负荷和低频升负荷两种工况各自对应的修正系数S35、S36，然后区分调频动作与不动作两种模式，最终输出主汽压力修正系数S37；同时，根据不同的负荷段生成负荷段修正系数(F10(x)的输出S38)；最后将S37、S38与机组的调频前馈量S31进行乘积运算，将结果输出S39作为主汽压力修正后最终的调频快速动作前馈量。

步骤(15)：获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值。

步骤(16)：将燃煤机组滑压指令与燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差。

步骤(17)：在升负荷工况下判断压力偏差是否小于压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断压力偏差是否大于压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果。

步骤(18)：根据压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为不停止，则继续输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，，并返回步骤(16)。升负荷前馈量为欲加煤量，降负荷前馈量为欲减煤量。

具体的，如图5所示，图5为主汽压力安全约束环节组态示意图。A表示常数模块，A＝0表示微分时间为0，A＝10表示微分时间为10，A＝20表示微分时间为20，A＝30表示微分时间为30，AND表示与门，TD表示延时断开时间。

以升负荷(S27等于1)工况为例，将负荷指令(S8)的微分作用输出S21，与表征负荷指令和实时修正系数间关系的多段线性函数F6(x)输出S22相乘作为升负荷时的快速动作量(S29)，为减小较大的压力偏差对协调控制系统的扰动，设置压力安全约束条件，在压力与实际负荷的变化趋势反向，且偏差值超过一定的安全限值时(升负荷过程中，S27等于1，且压力偏差S13小于预设值时，触发S30等于1，表示压力与实际负荷的变化趋势反向，且偏差值超过一定的安全限值条件满足)，先闭锁快速动作量(微分时间S28等于S26)，待压力回归安全范围后(S13大于预设值且跨越死区)，通过不同的微分时间S23、S24、S25，逐级释放闭锁信号，以此保证深度变负荷的快速性以及主汽压力的稳定。

本发明提供的一种燃煤机组协调控制系统，包括：

第一数据获取模块，用于获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷。

比例调节模块，用于根据锅炉热量信号和当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果。比例调节模块，具体包括：

煤量数据获取单元，用于获取总煤量信号和煤量期望值；

第二偏差计算结果生成单元，用于将锅炉热量信号与煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

比例增益确定单元，用于根据总煤量信号与第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益。

积分调节模块，用于根据燃煤机组负荷指令和压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果。积分调节模块，具体包括：

微分处理单元，用于对燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；

积分时间修正处理单元，用于对微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；

积分时间处理单元，用于对燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；

变负荷积分模式的时间确定单元，用于采用积分时间修正结果对积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；

放大处理单元，用于对压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；

稳态积分模式的时间确定单元，用于对横向放大处理结果和纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；

炉协调调节器的积分时间生成单元，用于根据变负荷工况与稳态工况对变负荷积分模式的时间和稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间。

炉协调控制模块，用于根据锅炉热量信号、汽轮机能量需求信号、比例调节结果和积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制。

变负荷速率修正系数确定模块，用于根据燃煤机组主汽压力实际值和燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数。变负荷速率修正系数确定模块，具体包括：

比较阈值获取单元，用于获取第一比较阈值、第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；第一比较阈值小于第二比较阈值，第三比较阈值小于第四比较阈值；

第三偏差计算结果生成单元，用于对燃煤机组滑压指令的微分输出结果和燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；

第一比较结果生成单元，用于判断第三偏差计算结果是否小于第一比较阈值，得到第一比较结果；

第二比较结果生成单元，用于判断第三偏差计算结果是否大于第二比较阈值，得到第二比较结果；

第三比较结果生成单元，用于判断燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于第三比较阈值，得到第三比较结果；

第四比较结果生成单元，用于判断燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于第四比较阈值，得到第四比较结果；第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果和第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；

变负荷速率修正系数确定单元，用于比较第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果和第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

变负荷速率修正模块，用于根据变负荷速率修正系数对变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率。

燃煤机组负荷调节器设定值确定模块，用于根据修正后的变负荷速率和燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值。

机协调控制模块，用于根据燃煤机组负荷调节器设定值和实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制。

第二数据获取模块，用于获取调频快速动作前馈量；调频快速动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的快速变化量。

第一偏差计算结果生成模块，用于根据主汽压力实际值和与燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果。

负荷工况修正系数确定模块，用于根据第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数。

主汽压力修正系数确定模块，用于根据高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数。

负荷段修正处理模块，用于对燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果。

调频快速动作前馈量修正模块，用于根据主汽压力修正系数和负荷段修正处理结果对调频快速动作前馈量进行修正，得到修正后的调频快速动作前馈量。

第三数据获取模块，用于获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值。

压力偏差确定模块，用于将燃煤机组滑压指令与燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差。

压力偏差判断结果生成模块，用于在升负荷工况下判断压力偏差是否小于压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断压力偏差是否大于压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果。

动作停止判断模块，用于根据压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则执行停止模块；若判断结果为不停止，则执行升降负荷模块。

停止模块，用于停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量。

升降负荷模块，用于输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，并执行压力偏差确定模块。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明重新设计炉协调控制的变比例和变积分方法，提升协调系统的调节品质，并采用主汽压力安全约束环节和变负荷速率生成环节，增强协调控制系统的抗扰能力，还采用包含主汽压力修正环节的DEH调频快速动作回路，保证机组的调频幅度及快速性，最终实现燃煤机组在深度变负荷时，机组协调控制系统能够适应电网深度、快速、频繁变负荷的需求，提升燃煤机组AGC方式下负荷的适应能力和功率变化的快速性，提高调频动作的安全性，并确保具有较好的调节品质。

需要注意的是，本发明提到的函数F1(x)至F10(x)均为根据现有技术中不同型号燃煤机组能够确定的现有函数，并且模糊控制规则化选择处理方法也为现有方法。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种燃煤机组协调控制方法，其特征在于，包括：

获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷；根据所述锅炉热量信号和所述当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果,具体包括：

获取总煤量信号和煤量期望值；

将所述锅炉热量信号与所述煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

根据所述总煤量信号与所述第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益；根据所述燃煤机组负荷指令和所述压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果，具体包括：

获取总煤量信号和煤量期望值；

将所述锅炉热量信号与所述煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

根据所述总煤量信号与所述第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益；

对所述燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；

对所述微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；

对所述燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；

采用所述积分时间修正结果对所述积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；

对所述压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；

对所述横向放大处理结果和所述纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；

根据变负荷工况与稳态工况对所述变负荷积分模式的时间和所述稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间；

根据所述锅炉热量信号、所述汽轮机能量需求信号、所述比例调节结果和所述积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；所述炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制；

根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；

根据所述变负荷速率修正系数对所述变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；

根据所述修正后的变负荷速率和所述燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；

根据所述燃煤机组负荷调节器设定值和所述实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；所述机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制。

2.根据权利要求1所述的燃煤机组协调控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

获取调频动作前馈量；所述调频动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的变化量；

根据所述主汽压力实际值和与所述燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果；

根据所述第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数；

根据所述高频降负荷工况对应的修正系数和所述低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数；

对所述燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果；

根据所述主汽压力修正系数和所述负荷段修正处理结果对所述调频动作前馈量进行修正，得到修正后的调频动作前馈量。

3.根据权利要求2所述的燃煤机组协调控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值；

将所述燃煤机组滑压指令与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差；

在升负荷工况下判断所述压力偏差是否小于所述压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断所述压力偏差是否大于所述压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果；

根据所述压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为不停止，则继续输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，并返回步骤“将所述燃煤机组滑压指令与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差”。

4.根据权利要求1所述的燃煤机组协调控制方法，其特征在于，所述根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数，具体包括：

获取第一比较阈值、第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；所述第一比较阈值小于所述第二比较阈值，所述第三比较阈值小于所述第四比较阈值；

对所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果和所述燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；

判断所述第三偏差计算结果是否小于所述第一比较阈值，得到第一比较结果；

判断所述第三偏差计算结果是否大于所述第二比较阈值，得到第二比较结果；

判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于所述第三比较阈值，得到第三比较结果；

判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于所述第四比较阈值，得到第四比较结果；所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；

比较所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出所述同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

5.一种燃煤机组协调控制系统，其特征在于，包括：

第一数据获取模块，用于获取锅炉热量信号、当前燃料量、燃煤机组负荷指令、压力偏差信号、汽轮机能量需求信号、变负荷速率设定值、燃煤机组主汽压力实际值、燃煤机组滑压指令和实际负荷；

比例调节模块，用于根据所述锅炉热量信号和所述当前燃料量进行比例调节，得到比例调节结果；

积分调节模块，用于根据所述燃煤机组负荷指令和所述压力偏差信号进行积分调节，得到积分调节结果；

炉协调控制模块，用于根据所述锅炉热量信号、所述汽轮机能量需求信号、所述比例调节结果和所述积分调节结果进行炉协调控制，输出炉协调调节器指令；所述炉协调控制为对锅炉主汽压力进行控制；

变负荷速率修正系数确定模块，用于根据所述燃煤机组主汽压力实际值和所述燃煤机组滑压指令确定变负荷速率修正系数；

变负荷速率修正模块，用于根据所述变负荷速率修正系数对所述变负荷速率设定值进行修正，得到修正后的变负荷速率；

燃煤机组负荷调节器设定值确定模块，用于根据所述修正后的变负荷速率和所述燃煤机组负荷指令确定燃煤机组负荷调节器设定值；

机协调控制模块，用于根据所述燃煤机组负荷调节器设定值和所述实际负荷进行机协调控制，输出机协调调节器指令；所述机协调控制为对燃煤机组负荷进行控制；

所述比例调节模块，具体包括：

煤量数据获取单元，用于获取总煤量信号和煤量期望值；

第二偏差计算结果生成单元，用于将所述锅炉热量信号与所述煤量期望值进行偏差计算，得到第二偏差计算结果；

比例增益确定单元，用于根据所述总煤量信号与所述第二偏差计算结果的比值确定炉协调调节器的比例增益；

所述积分调节模块，具体包括：

微分处理单元，用于对所述燃煤机组负荷指令进行微分处理，得到微分输出结果；

积分时间修正处理单元，用于对所述微分输出结果进行积分时间修正处理，得到积分时间修正结果；

积分时间处理单元，用于对所述燃煤机组负荷指令进行积分时间处理，得到积分时间结果；

变负荷积分模式的时间确定单元，用于采用所述积分时间修正结果对所述积分时间结果进行修正，得到变负荷积分模式的时间；

放大处理单元，用于对所述压力偏差信号分别进行压力偏差量的横向放大处理和压力偏差变化速率的纵向放大处理，得到横向放大处理结果和纵向放大处理结果；

稳态积分模式的时间确定单元，用于对所述横向放大处理结果和所述纵向放大处理结果采用模糊算法进行处理，得到稳态积分模式的时间；

炉协调调节器的积分时间生成单元，用于根据变负荷工况与稳态工况对所述变负荷积分模式的时间和所述稳态积分模式的时间进行切换，得到炉协调调节器的积分时间。

6.根据权利要求5所述的燃煤机组协调控制系统，其特征在于，所述系统，还包括：

第二数据获取模块，用于获取调频动作前馈量；所述调频动作前馈量用于调节汽轮机一次调频动作时的变化量；

第一偏差计算结果生成模块，用于根据所述主汽压力实际值和与所述燃煤机组负荷指令对应的滑压值进行偏差计算，得到第一偏差计算结果；

负荷工况修正系数确定模块，用于根据所述第一偏差计算结果分别确定高频降负荷工况对应的修正系数和低频升负荷工况对应的修正系数；

主汽压力修正系数确定模块，用于根据所述高频降负荷工况对应的修正系数和所述低频升负荷工况对应的修正系数确定主汽压力修正系数；

负荷段修正处理模块，用于对所述燃煤机组负荷指令进行负荷段修正处理，得到负荷段修正处理结果；

调频快速动作前馈量修正模块，用于根据所述主汽压力修正系数和所述负荷段修正处理结果对所述调频动作前馈量进行修正，得到修正后的调频动作前馈量。

7.根据权利要求6所述的燃煤机组协调控制系统，其特征在于，所述系统，还包括：

第三数据获取模块，用于获取压力偏差正预设值和压力偏差负预设值；

压力偏差确定模块，用于将所述燃煤机组滑压指令与所述燃煤机组主汽压力实际值的差值确定为压力偏差；

压力偏差判断结果生成模块，用于在升负荷工况下判断所述压力偏差是否小于所述压力偏差负预设值，在降负荷工况下判断所述压力偏差是否大于所述压力偏差正预设值，得到压力偏差判断结果；

动作停止判断模块，用于根据所述压力偏差判断结果判断是否停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，若判断结果为停止，则执行停止模块；若判断结果为不停止，则执行升降负荷模块；

所述停止模块，用于停止输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量；

所述升降负荷模块，用于输出升负荷前馈量或者降负荷前馈量，并执行所述压力偏差确定模块。

8.根据权利要求5所述的燃煤机组协调控制系统，其特征在于，所述变负荷速率修正系数确定模块，具体包括：

比较阈值获取单元，用于获取第一比较阈值、第二比较阈值、第三比较阈值和第四比较阈值；所述第一比较阈值小于所述第二比较阈值，所述第三比较阈值小于所述第四比较阈值；

第三偏差计算结果生成单元，用于对所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果和所述燃煤机组主汽压力实际值的微分输出结果进行偏差计算，得到第三偏差计算结果；

第一比较结果生成单元，用于判断所述第三偏差计算结果是否小于所述第一比较阈值，得到第一比较结果；

第二比较结果生成单元，用于判断所述第三偏差计算结果是否大于所述第二比较阈值，得到第二比较结果；

第三比较结果生成单元，用于判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否小于所述第三比较阈值，得到第三比较结果；

第四比较结果生成单元，用于判断所述燃煤机组滑压指令的微分输出结果是否大于所述第四比较阈值，得到第四比较结果；所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果均为0或1，0表示假，1表示真；

变负荷速率修正系数确定单元，用于比较所述第一比较结果、所述第二比较结果、所述第三比较结果和所述第四比较结果，得到同时为1的两个比较结果，输出所述同时为1的两个比较结果对应的变负荷速率修正系数。

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