CN115327893B - 一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统 - Google Patents

一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，属于火电机组协调控制系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括第一、第二函数模块、减法模块、滞后模块、非门模块、或门模块、与门模块、高低报警模块、切换模块、常数模块，减法模块的第一输入端用于接收机组主汽压力设定值；减法模块的第二输入端用于接收机组主汽压力实际值；减法模块的输出端分别与第一函数模块的输入端、第二函数模块的输入端电连接；或门模块的第一输入端和非门模块的输入端均用于接收机组加负荷信号；本发明应用于火电机组协调控制场所。

Description

一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统
技术领域
本发明一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，属于火电机组协调控制系统技术领域。
背景技术
近年来风力和光伏发电提供了大量清洁电力，新能源供电模式得到了普及和推广，但由于该发电模式存在的随机性和不稳定性，对电力系统的安全运行和电力供应保障也提出了更高的要求，为提高对新能源供电的消纳能力，要求推动火电机组改造，提升火电机组调峰调频能力。
目前火电机组为了生存和满足电网的需要，经常需要频繁地、大幅度地调节升降负荷，该操作将给火电机组带来非常大地扰动，进而引起机组主蒸汽压力等主要参数的大幅波动，这样不仅降低了机组调峰调频的能力，同时也影响了机组的运行安全，针对该缺陷，有必要对目前的机组控制系统的控制结构进行改进，使其满足对负荷升降的适应性控制。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统结构的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，包括第一函数模块F1和第二函数模块F2，还包括减法模块M1、滞后模块M2、减法模块M3、非门模块M4、或门模块M5、高报警模块M6、低报警模块M7、切换模块M8、与门模块M9、或门模块M10、切换模块M11和常数模块K，协调控制系统的结构为：
所述减法模块M1的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE002
用于接收机组主汽压力设定值PS；
所述减法模块M1的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE004
用于接收机组主汽压力实际值PV；
所述减法模块M1的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE006
分别与第一函数模块F1的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE008
、第二函数模块F2的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE010
电连接；
所述或门模块M5的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE012
和非门模块M4的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE014
均用于接收机组加负荷信号；
所述减法模块M3的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE016
用于接收机组主汽压力设定值PS，所述减法模块M3的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE018
分别与高报警模块M6的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE020
、低报警模块M7的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE022
电连接；
所述高报警模块M6的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE024
与或门模块M5的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE026
电连接；
所述滞后模块M2的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE028
用于接收机组主汽压力设定值PS，所述滞后模块M2的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE030
与减法模块M3的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE032
电连接；
所述低报警模块M7的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE034
与与门模块M9的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE036
电连接，所述与门模块M9的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE038
与非门模块M4的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE040
电连接；
所述与门模块M9的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE042
与或门模块M10的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE044
电连接，所述或门模块M10的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE046
用于接收机组减负荷信号；
所述切换模块M8的输入端分别与常数模块K、第二函数模块F2的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE048
、或门模块M5的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE050
电连接；
所述切换模块M11的输入端分别与切换模块M8的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE052
、第一函数模块F1的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE054
、或门模块M10的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE056
电连接；
所述切换模块M11的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE058
输出主蒸汽压力设定值可变惯性时间的常数。
所述切换模块M8的输入端具体通过切换开关与或门模块M5电连接；
所述切换模块M11的输入端具体通过切换开关与或门模块M10电连接。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提出一种应用于调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，对内部控制系统的逻辑控制和算法关系进行改进优化，满足了现阶段大型火力发电机组为适应深度调峰调频的需要，解决了锅炉主控制系统在机组负荷变化时，主蒸汽压力设定值不能很好的反应锅炉燃烧过程中压力的变化，从而造成机组主蒸汽压力设定值和实际值偏差较大，引起机组运行工况不稳定的问题，该系统的调试与应用能够大幅改善大型火力发电机组的主蒸汽压力和负荷调节能力。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明主要控制模块的功能示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明具体提供一种基于主蒸汽压力设定值惯性时间可调的机组协调控制系统，主要基于集散控制系统中的函数模块，切换模块，减法模块，限值模块，高低限报警输出模块，滞后模块和最基本的与非门计算模块搭建而成；本发明通过改变锅炉主蒸汽压力设定值的惯性时间，完善优化了控制策略，根据当时锅炉主蒸汽压力设定值和实际值的偏差对应不同的惯性时间，并且区分在加负荷和减负荷时，同样的压力偏差也是对应不同的惯性时间，这样设计就会在机组动态升降负荷时，让压力设定值的变化能根据压力偏差随时调节，减小主蒸汽压力偏差的波动，更好地稳定机组压力、温度等主要参数。本发明可适用于任何炉型、任何参数的火力发电机组。
本发明提供的火电机组协调控制系统主要包括第一函数模块F1、第二函数模块F2、切换模块、减法模块M1、减法模块M3、高报警模块M6、低报警模块M7、滞后模块、或门模块M5、非门模块M4、滞后模块M2、与门模块M9、或门模块M10、切换模块M8、常数模块K、切换模块M11，其中第一函数模块F1的特性及对照参数如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
第二函数模块F2的特性及对照参数如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE062
表中：x是主汽压力设定值与实际压力值的差值，y是主蒸汽压力设定值时间常数的系数；
上述控制模块中，参数模块取K=1；滞后模块M2的惯性时间为100秒；高报警模块M6的高报警值设定为0.1；低报警模块M7的低报警值设定为-0.1。
本发明提供的协调控制系统结构基于在火电机组实际使用调试的过程中改进得出，上述各模块设定参数以及第一函数模块F1和第二函数模块F2中的参数设置均基于在实际调试过程中，由机组实际控制得到的数据，在实际运行中取得了优选的控制效果。
本发明在安装设置时：
将机组主汽压力设定值PS发送至减法模块M1的输入端
Figure 960827DEST_PATH_IMAGE002
，将减法模块M1的输入端
Figure 877967DEST_PATH_IMAGE004
与机组主汽压力实际值PV相连接；
所述减法模块M1的输出端
Figure 844655DEST_PATH_IMAGE006
分别与第一函数模块F1的输入端
Figure 239865DEST_PATH_IMAGE008
、第二函数模块F2的输入端
Figure 991920DEST_PATH_IMAGE010
连接；
将机组加负荷信号发送至或门模块M5的输入端
Figure 814382DEST_PATH_IMAGE012
相连，机组主汽压力设定值PS的微分即减法模块M3的输出端
Figure 268366DEST_PATH_IMAGE018
与高报警模块M6的输入端
Figure 467267DEST_PATH_IMAGE020
相连，高报警模块M6的输出
Figure 73828DEST_PATH_IMAGE024
接入或门模块M5输入端
Figure 67192DEST_PATH_IMAGE026
，机组加负荷信号还与非门模块M4的输入端
Figure 8472DEST_PATH_IMAGE014
相连。
将机组主汽压力设定值PS发送至滞后模块M2的输入端
Figure 745484DEST_PATH_IMAGE028
，控制减法模块M3的输入端
Figure 206552DEST_PATH_IMAGE016
接收机组主汽压力设定值PS，并将减法模块M3的输入端
Figure 636397DEST_PATH_IMAGE032
与滞后模块M2的输出端
Figure 67903DEST_PATH_IMAGE030
相连。
机组主汽压力设定值PS的微分即减法模块M3的输出端
Figure 343026DEST_PATH_IMAGE018
与低报警模块M7的输入端
Figure 924180DEST_PATH_IMAGE022
相连，低报警模块M7的输出端
Figure 259347DEST_PATH_IMAGE034
接入与门模块M9的输入端
Figure 175219DEST_PATH_IMAGE036
，与门模块M9的输入端
Figure 254033DEST_PATH_IMAGE038
与非门模块M4的输出端
Figure 689694DEST_PATH_IMAGE040
相连。
将或门模块M10的输入端
Figure 461341DEST_PATH_IMAGE044
与与门模块M9的输出端
Figure 598930DEST_PATH_IMAGE042
相连，或门模块M10的输入端
Figure 481435DEST_PATH_IMAGE046
与机组减负荷信号相连。
将切换模块M8的输入端与常数模块K相连，将切换模块M8的输入端与第二函数模块F2的输出端
Figure 771602DEST_PATH_IMAGE048
相连，切换模块M8的输入端切换开关s与或门模块M5的输出端
Figure 714151DEST_PATH_IMAGE050
相连。
将切换模块M11的输入端与切换模块M8的输出端
Figure 339036DEST_PATH_IMAGE052
相连，切换模块M11的输入端与第一函数模块F1的输出端
Figure 759653DEST_PATH_IMAGE054
相连，切换模块M11的输入端切换开关s与或门模块M10的输出端
Figure 169906DEST_PATH_IMAGE056
相连，最终，切换模块M11的输出端
Figure 283355DEST_PATH_IMAGE058
输出主汽压力设定值可变惯性时间的常数。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (2)

1.一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，包括第一函数模块F1和第二函数模块F2，其特征在于：还包括减法模块M1、滞后模块M2、减法模块M3、非门模块M4、或门模块M5、高报警模块M6、低报警模块M7、切换模块M8、与门模块M9、或门模块M10、切换模块M11和常数模块K，协调控制系统的结构为：
所述减法模块M1的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE001
用于接收机组主汽压力设定值PS；
所述减法模块M1的第二输入端
Figure 815563DEST_PATH_IMAGE002
用于接收机组主汽压力实际值PV；
所述减法模块M1的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE003
分别与第一函数模块F1的输入端
Figure 795021DEST_PATH_IMAGE004
、第二函数模块F2的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE005
电连接；
所述或门模块M5的第一输入端
Figure 309179DEST_PATH_IMAGE006
和非门模块M4的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE007
均用于接收机组加负荷信号；
所述减法模块M3的第一输入端
Figure 251858DEST_PATH_IMAGE008
用于接收机组主汽压力设定值PS，所述减法模块M3的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE009
分别与高报警模块M6的输入端
Figure 925285DEST_PATH_IMAGE010
、低报警模块M7的输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE011
电连接；
所述高报警模块M6的输出端
Figure 295217DEST_PATH_IMAGE012
与或门模块M5的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE013
电连接；
所述滞后模块M2的输入端
Figure 624568DEST_PATH_IMAGE014
用于接收机组主汽压力设定值PS，所述滞后模块M2的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE015
与减法模块M3的第二输入端
Figure 557889DEST_PATH_IMAGE016
电连接；
所述低报警模块M7的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE017
与与门模块M9的第二输入端
Figure 777167DEST_PATH_IMAGE018
电连接，所述与门模块M9的第一输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE019
与非门模块M4的输出端
Figure 629585DEST_PATH_IMAGE020
电连接；
所述与门模块M9的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE021
与或门模块M10的第一输入端
Figure 931385DEST_PATH_IMAGE022
电连接，所述或门模块M10的第二输入端
Figure DEST_PATH_IMAGE023
用于接收机组减负荷信号；
所述切换模块M8的输入端分别与常数模块K、第二函数模块F2的输出端
Figure 730714DEST_PATH_IMAGE024
、或门模块M5的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE025
电连接；
所述切换模块M11的输入端分别与切换模块M8的输出端
Figure 988520DEST_PATH_IMAGE026
、第一函数模块F1的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、或门模块M10的输出端
Figure 965834DEST_PATH_IMAGE028
电连接；
所述切换模块M11的输出端
Figure DEST_PATH_IMAGE029
输出主蒸汽压力设定值可变惯性时间的常数。
2.根据权利要求1所述的一种调整主蒸汽压力设定值的火电机组协调控制系统，其特征在于：所述切换模块M8的输入端具体通过切换开关与或门模块M5电连接；
所述切换模块M11的输入端具体通过切换开关与或门模块M10电连接。
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