CN114019916A - 一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃煤机组的自动控制技术领域，尤其是涉及一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，包括以下步骤：获取主蒸汽压力设定值和主蒸汽压力测量值、获取主蒸汽压力静态偏差、将主蒸汽压力偏差输入带指示符的限制器、接通延迟功能块启动、当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动、脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数，本发明具有以下优点：主蒸汽压力静态偏差的值域可以根据实际情况随时调节，可调节范围广，回路的输出为主蒸汽压力偏差的函数，存在脉冲时通过切换块输出较为精准的函数值送到锅炉主控的前馈，控制回路简单，提高了控制系统工作的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤机组的自动控制技术领域，更具体的，尤其是涉及一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法。
背景技术
近年来，许多大型燃煤电厂面临日益严重的产能过剩、年发电可利用小时的下降、煤炭价格持续走高、可再生能源的进一步发展和电力市场改革的推进等诸多不确定因素，为了降低发电成本，电厂用煤质量差，煤热值低，极易导致较大的压力波动，从而产生压力偏差。在负荷不变的情况下形成的压力偏差，即主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力测量值之差，称为静态偏差。主蒸汽压力过高，会引起调节级动叶片过负荷，甚至可能被损伤；末级叶片过负荷；主蒸汽压力升高后，主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加，这会缩短其使用寿命，甚至造成这些部件变形或受到损伤。因此，消除静态偏差成为现阶段急需解决的问题之一。
目前对于机组主蒸汽压力偏差保护控制方法主要有以下四点：
根据主蒸汽压力实际值与主蒸汽压力设定值的偏差以及两个压力值的大小关系，通过稳态加(减)煤逻辑电路给出加(减)煤指令，并通过偏差的大小调节加(减)煤量。
根据负荷变动的情况调整压力设定值的变化速率，从而减少压力控制过程中主蒸汽压力设定值和实际压力之间的差值。
在锅炉主控PID控制器上增加一项前馈PID控制器，通过前馈PID控制器对主蒸汽压力偏差累积进行燃料量平衡点的移动，即根据主蒸汽压力偏差可以将煤量迁移稳定在一个新的平衡点。
利用热网蓄能补偿主蒸汽压力偏差，将原有炉跟机协调控制逻辑切换为：经过一系列运算分别得到机炉开度指令，再与原开度指令相加，形成相应的开度指令。
现有控制方法存在的弊端在于：
当负荷指令稳定时，通过稳态加(减)煤逻辑电路给出加(减)煤指令，加(减)煤量的速率保持不变，以固定时间为界，分析偏差是否继续加大(减小)来加减煤量的值也是固定的，此控制策略只是粗略的根据主蒸汽压力实际值与主蒸汽压力设定值的偏差以及两个压力值的大小关系来调节加减煤量的大小，并不能精准控制。
根据负荷变动的情况调整压力设定值的变化速率，从而减少压力控制过程中主蒸汽压力设定值和实际压力之间的差值，实现机组滑压运行的稳定的控制策略，是采用压力设定值跟随实际压力变化而发生变化，重点解决的是减少因锅炉燃烧响应延迟引发的压力大幅波动，若因其它原因引起的压力波动，要再引入新的回路解决。
为了有效控制主蒸汽压力波动，国内外专业人员进行了多方面的研究，提出了一些主蒸汽压力控制策略：
申请号为CN202110167113.0，名称为《一种提高火电机组协调控制系统主蒸汽压力稳定性的方法》的发明专利，属于火力发电机组的控制技术领域，当负荷指令稳定时，若主蒸汽压力实际值低于主蒸汽压力设定值且偏差逐渐加大时，通过稳态加煤逻辑电路给出加煤指令，以1t/h加煤量给煤，4分钟后，若偏差继续加大，则继续以1t/h加煤量给煤，若偏差逐渐减小，则加煤量减少到1t/h的30％，并逐渐减至0；若主蒸汽压力实际值高于主蒸汽压力设定值且偏差逐渐加大时，通过稳态减煤逻辑电路给出减煤指令，以1t/h减煤量给煤，4分钟后，若偏差继续加大，则继续以1t/h减煤量给煤，若偏差逐渐减小，则减煤量增加到1t/h的30％，并逐渐变化至0；该发明的方法能够保持主蒸汽压力稳定性。
申请号CN202110110684.0，名称为《一种滑压运行机组的主蒸汽压力设定控制策略和系统》的发明专利，该发明涉及一种滑压运行机组的主蒸汽压力设定控制系统及方法，通过机组负荷指令变化判断机组处于升负荷阶段，当主蒸汽压力的下降速率超过第一设定值时，主蒸汽压力设定值变化速率切为零；通过机组负荷指令变化判断机组处于降负荷阶段，当主蒸汽压力的上升速率超过第二设定值时，主蒸汽压力设定值变化速率切为零。根据负荷变动的情况调整压力设定值的变化速率，从而减少压力控制过程中主蒸汽压力设定值和实际压力之间的差值，减少因锅炉燃烧响应延迟引发的压力大幅波动，实现机组滑压运行的稳定。
申请号CN202110331288.0，名称为《一种火力发电厂主蒸汽压力控制方法》，该发明公开的一种火力发电厂主蒸汽压力控制方法，包括在锅炉主控PID控制器上增加一项前馈PID控制器，该前馈PID控制器包括一个纯积分作用的PID计算器和基于其的PID输入控制模块以及PID运算模块，通过前馈PID控制器对主蒸汽压力偏差累积进行燃料量平衡点的移动。该发明一种火力发电厂主蒸汽压力控制方法，前馈PID控制器为基于纯积分作用的PID计算器，根据主蒸汽压力偏差可以将煤量迁移稳定在一个新的平衡点，对于减少主蒸汽压力频繁波动起到了决定性作用；对于火电机组供热期，负荷稳定时维持主蒸汽压力具有较好效果，可提高机组AGC和一次调频性能。
申请号CN201610272601.7，名称为《利用热网蓄能补偿主蒸汽压力偏差的供热机组控制方法》，所述方法是在主蒸汽压力偏离设定值时，将原有炉跟机协调控制逻辑切换为：主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值的差，乘以供热补偿控制比例系数，再经PID控制器形成锅炉主控信号；汽轮机低压缸前供热抽汽流量调节蝶阀和两个汽轮机抽汽侧供热抽汽流量调节蝶阀的实际开度信号，先乘以供热补偿控制比例系数和主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值的差，得到各自的动态开度指令，再与原开度指令相加，形成相应的开度指令。本发明不仅能提高供热机组在供热期间主蒸汽压力控制品质和发电负荷响应速率，提高机组运行的安全性、经济性和环保性，而且具有组态调试过程简单、操作使用方便等优点。
上面技术背景中提到的四个技术方案，缺点在于：
控制策略只是粗略的根据主蒸汽压力实际值与主蒸汽压力设定值的偏差以及两个压力值的大小关系来调节加减煤量的大小，并不能精准控制。本发明较之前的控制策略可以更精准、灵活的根据主蒸汽压力偏差来调整加减煤量的多少，负荷稳定时维持主蒸汽压力具有较好效果。
实现机组滑压运行的稳定的控制策略，是采用压力设定值跟随实际压力变化而发生变化，重点解决的是减少因锅炉燃烧响应延迟引发的压力大幅波动，若因其它原因引起的压力波动，要再引入新的回路解决。本发明根据压力偏差通过一系列环节产生脉冲，存在脉冲时通过切换块输出较为精准的函数值送到锅炉主控的前馈。这一方法结合了之前的技术方案，又引入了新的技术方案，从而更精确、更全面的消除静态压力偏差。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种更精确、更全面的消除静态压力偏差且压力静态偏差值域可调节范围广的主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案是：
一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取主蒸汽压力数据；
S2：获取主蒸汽压力静态偏差，将主蒸汽压力偏差输入带指示符的限制器；
S3：接通延迟功能块启动；
S4：当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动；
S5：脉冲信号将输出至选择功能块，功能块进行输出。
优选地，所述S1获取主蒸汽压力数据包括主蒸汽压力设定值和主蒸汽压力测量值。
优选地，所述S2获取的主蒸汽压力静态偏差为获取主蒸汽压力设定值A与主蒸汽压力测量值B，将A、B输入减法器得到。
优选地，所述S3为当主蒸汽压力偏差不在设置范围内、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲时，接通延迟功能块启动。
优选地，获取主蒸汽压力静态偏差后设置合适的最大值和最小值，若主蒸汽压力低于限制器的低限或高于限制器的高限，则限制器输出为1。
优选地，所述S3为当主蒸汽压力偏差不在设置范围内(即限制器输出为1)、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲、接受先控指令控制的关闭延迟启动时，接通延迟功能块启动。
优选地，所述S5脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数。
采用本发明方法进行主蒸汽压力静态偏差控制，与现有技术相比，本发明的增益效果是：
1)主蒸汽压力静态偏差的值域可以根据实际情况随时调节，可调节范围广。
2)回路的输出为主蒸汽压力偏差的函数，存在脉冲时通过切换块输出较为精准的函数值送到锅炉主控的前馈。
3)控制回路简单，提高了控制系统工作的稳定性。
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，下面将对实施例或现有技术描述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它的附图。
图1为本发明原理简图；
图2为本发明实施例提供的第一个实施例控制原理图；
图3为本发明实施例提供的第二个实施例控制原理图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制系统，解决了当前的压力偏差控制系统不能精准控制、适用范围不全面的问题，有效提高了压力偏差控制工作系统的稳定性。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明是一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，包括如下步骤：
本发明提供了一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，解决了当前的不能精准控制、适用范围不广的问题。
本发明提供了一种静态偏差消除脉冲控制回路，包括：
S1：获取主蒸汽压力设定值和主蒸汽压力测量值。
S2：获取主蒸汽压力静态偏差，设置合适的最大值和最小值，若超出设定的范围则输出为1。
S3：当主蒸汽压力偏差不在设置范围内、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲时，接通延迟功能块启动。
S4：当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动。
S5：脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
1)主蒸汽压力静态偏差的值域可以根据实际情况随时调节，可调节范围广。
2)回路的输出为主蒸汽压力偏差的函数，存在脉冲时通过切换块输出较为精准的函数值送到锅炉主控的前馈。
3)控制回路简单，提高了控制系统工作的稳定性。
实施例1
本发明提供了某1000MW超临界机组的主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制系统的实施例，请参阅图2，包括：
S1：获取主蒸汽压力设定值A、主蒸汽压力测量值B，将A、B输入减法器得到主蒸汽压力偏差。
S2：将主蒸汽压力偏差输入带指示符的限制器，若主蒸汽压力低于限制器的低限或高于限制器的高限，则限制器输出为1。
S3：当主蒸汽压力偏差不在设置范围内(即限制器输出为1)、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲、接受先控指令控制的关闭延迟启动时，接通延迟功能块启动。
S4：当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动。
S5：脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数。
实施例2
本发明提供了某300MW亚临界机组的主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制系统的实施例，请参阅图3，包括：
S1：获取主蒸汽压力设定值A、主蒸汽压力测量值B，将A、B输入减法器得到主蒸汽压力偏差。
S2：将主蒸汽压力偏差输入带指示符的限制器，若主蒸汽压力低于限制器的低限或高于限制器的高限，则限制器输出为1。
S3：当主蒸汽压力偏差不在设置范围内(即限制器输出为1)、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲时，接通延迟功能块启动。
S4：当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动。
S5：脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取主蒸汽压力数据；
S2：获取主蒸汽压力静态偏差，将主蒸汽压力偏差输入带指示符的限制器；
S3：接通延迟功能块启动；
S4：当延迟功能块的预设延迟时间达到内部时间时，脉冲启动；
S5：脉冲信号将输出至选择功能块，功能块进行输出。
2.根据权利要求1所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，所述S1获取主蒸汽压力数据包括主蒸汽压力设定值和主蒸汽压力测量值。
3.根据权利要求1所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，所述S2获取的主蒸汽压力静态偏差为获取主蒸汽压力设定值A与主蒸汽压力测量值B，将A、B输入减法器得到。
4.根据权利要求1所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，所述S3为当主蒸汽压力偏差不在设置范围内、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲时，接通延迟功能块启动。
5.根据权利要求4所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，获取主蒸汽压力静态偏差后设置合适的最大值和最小值，若主蒸汽压力低于限制器的低限或高于限制器的高限，则限制器输出为1。
6.根据权利要求5所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，所述S3为当主蒸汽压力偏差不在设置范围内(即限制器输出为1)、静态偏差消除脉冲回路作用脉冲功能块后，脉冲功能块发出脉冲、接受先控指令控制的关闭延迟启动时，接通延迟功能块启动。
7.根据权利要求1所述的一种主蒸汽压力静态偏差消除脉冲控制方法，其特征在于，所述S5脉冲信号将输出至选择功能块，选择开关将按照设定好的转换速率由0转换为1，当输入变为1时，功能块的输出将对应为主蒸汽压力偏差的函数。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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