CN115751279A - 调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置 - Google Patents

调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置 Download PDF

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CN115751279A CN202211441375.2A CN202211441375A CN115751279A CN 115751279 A CN115751279 A CN 115751279A CN 202211441375 A CN202211441375 A CN 202211441375A CN 115751279 A CN115751279 A CN 115751279A
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康永昊
孔德安
李永基
韩宏志
郑鑫
梁家豪
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Electric Power Research Institute of State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd
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Electric Power Research Institute of State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种火力发电机组调控技术领域,是一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置,前者包括在机组负荷不稳定时针对机组负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数;在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数。本发明根据发电机组主蒸汽最初受热面的温度的变化趋势在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整,干预进入机组炉膛的冷态工质的速度,以达到冷、热态工质最大程度适应机组温度变化的目的,减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动。

Description

调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置
技术领域
本发明涉及一种火力发电机组调控技术领域,是一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置。
背景技术
随着新能源在电源类型中的占比不断扩大,传统火力发电机组负荷面临频繁调整,部分具备深度调峰能力的机组其负荷变化幅度甚至达到80%的额定负荷调整范围,火电机组面临的调峰压力正在朝着越来越重的方向发展。
火电机组负荷变化速率是受到机组客观性能制约的,即受到煤炭等化石能源通过锅炉燃烧转换为电能这个过程所需要的时间所决定。另外,目前受制于金属材料技术发展的制约,火电机组的主要温度参数亦不能较大幅度的变化,主要是由于剧烈变化的温度影响金属管道及发电设备的强度及寿命。为适应火电机组日益提高的调峰要求,提高火电机组变负荷过程中运行参数的适应性,在不能改变的锅炉燃烧能量转化速度的前提下,只能朝着机组变负荷过程中温度参数剧烈变动的抑制进行优化。
发明内容
本发明提供了一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有技术不能减小频繁调峰时火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,包括:
在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
上述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数f(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数f(x);或/和,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数g(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数g(x)。
上述在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
判断机组主蒸汽压力是否稳定;
响应于是,则当前机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间为初始值,其中当前机组给水指令一阶惯性时间为初始值K1×value1×value2,二阶、三阶惯性时间为初始值K2×value1×value2,K1和K2为设置参数,Value1是一个直流型机组的基本煤-水的惯性时间;Value2是针对不同直流型机组的不同特性对应下的变化系数;
响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;
若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
上述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数f(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数f(x);或/和,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数g(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数g(x)。
上述确定机组负荷是否稳定,包括:
在机组给水指令目标值中获取负荷-给水指令;
将负荷-给水指令经给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间修正;
判断上述二者的差值是否等于0;
响应于是,则机组负荷稳定;
响应于否,若差值大于0,则机组负荷不稳定且处于升负荷工况,若差值小于0,则机组负荷不稳定且处于降负荷工况。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动的控制装置,包括:
初始单元,在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
动态设置单元,在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
指令输出单元,利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述动态设置单元包括判断模块、第一动态设置模块、第二动态设置模块;
判断模块,确定机组负荷是否稳定
第一动态设置模块,用于在确定机组负荷不稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
第二动态设置模块,用于在确定机组负荷稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组主蒸汽压力是否稳定;
响应于是,则当前机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间为初始值,其中当前机组给水指令一阶惯性时间为初始值K1×value1×value2,二阶、三阶惯性时间为初始值K2×value1×value2,K1和K2为设置参数,Value1是一个直流型机组的基本煤-水的惯性时间;Value2是针对不同直流型机组的不同特性对应下的变化系数;
响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;
若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的:一种存储介质,所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序,所述计算机程序被设置为运行时执行调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的:一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,计算机程序由处理器加载并执行以实现调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
本发明根据过热度偏差(即发电机组主蒸汽最初受热面的温度的变化趋势)在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整,干预进入机组炉膛的冷态工质的速度,以达到冷、热态工质最大程度适应机组温度变化的目的,减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动,使机组在变负荷期间主蒸汽温度对机组调峰能力的制约降到最小。
附图说明
附图1为本发明的方法流程图。
附图2为本发明中机组负荷不稳定的控制方法流程图。
附图3为本发明中机组负荷稳定的控制方法流程图。
附图4为本发明中确定机组负荷是否稳定的方法流程图。
附图5为本发明的装置结构示意图。
附图6为本发明的自动控制策略示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在对本发明实施例进行详细的解释说明之前,先对本发明实施例的应用场景予以介绍。传统火力发电机组负荷面临频繁调整,部分具备深度调峰能力的机组其负荷变化幅度甚至达到80%的额定负荷调整的范围,火电机组面临的调峰压力正在朝着越来越重的方向发展;目前受制于金属材料技术的发展的制约,火电机组的主要温度参数亦不能较大幅度的变化,主要是由于剧烈变化的温度影响金属管道及发电设备的强度的寿命,为适应火电机组日益提高的调峰要求,提高火电机组变负荷过程中运行参数的适应性,在不能改变的锅炉燃烧能量转化速度的前提下,因此需要朝着机组变负荷过程中的温度参数剧烈变动的抑制进行优化。由此通过本发明实施例提供的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法、装置,根据过热度偏差(即发电机组主蒸汽最初受热面的温度的变化趋势)干预进入机组炉膛的冷态工质的速度,以达到冷、热态工质最大程度适应机组温度变化的目的,减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动,使机组在变负荷期间主蒸汽温度对机组调峰能力的制约降到最小。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
实施例1:如附图1所示,本发明实施例公开了一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,包括:
步骤S101,在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
该步骤中机组给水指令是一个叠加量,包括“负荷-给水指令”v(x)、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量,其中v(x)是机组给水指令构成的主要部分,在变负荷给水前馈量的重要性体现在机组变负荷过程中,机组过热度修正指令实现解耦机组运行中“煤-水”的耦合关系(直流炉)、机组过热器减温水量补充机组因调整主蒸汽温度造成的主给水流量变动。调峰机组要以电网规定的变负荷速率进行升、降负荷,在此过程中给水指令仅仅以v(x)是难以满足快速变负荷要求的,因此给水指令必须包含机组变负荷给水前馈量。
步骤S102,在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
该步骤中,在机组升负荷/降负荷工况下,机组的燃料指令、给水指令均随着“功-煤”、“煤-水”关系进行增大/减小,但由于火力发电机组燃烧及能量转化的时延性和大惯性,机组运行主蒸汽温度在升负荷过程中有所降低/升高,超临界型直流炉其饱和蒸汽过热度会随之下降/上升,在实际运行中若操作不当容易引起机组发生干态转湿态,造成汽轮机水冲击事件/若操作不当容易引起机组水冷壁温度、过热度、过热器出口温度、再热器出口温度及烟气出口温度超出设计值,造成锅炉爆管等事故。因此,根据超临界机组的饱和蒸汽过热度参数,在保持对机组的给水指令目标值不变的前提下,在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整就能很大程度上的克服机组升负荷/降负荷过程中的低温/高温情况。故在该步骤中通过过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,由此进一步设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,进而实现在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整的目的。
步骤S103,在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组在负荷稳定情况下协调控制系统会因一些内、外部扰动使机组能量出现不平衡状态,使机组主蒸汽压力产生波动。造成压力波动的原因主要有机组响应网频波动、运行煤质变化、运行人员操作相关主辅机设备等。在机组协调控制策略中,主蒸汽压力波动必然引起协调控制系统响应。
在升压力/降压力过程中机组的燃料指令、给水指令均根据自动控制器的计算值进行增加/减小,以弥补当前因“功——煤”、“煤——水”对应燃料关系下机组能量不足/能量过多,造成主蒸汽压力低于/高于指令的部分。但火电机组燃烧及能量转化的时延性和大惯性,作用于机组的冷态工质会对温度的影响要显著于热态工质,因此要对当前工况下机组给水指令作用于机组的强度进行控制,即对给水指令的三阶惯性时间加以控制。因此,根据超临界机组的饱和蒸汽过热度参数在保持机组的给水指令目标值不变的前提下,在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整,从而在很大程度上的克服机组负荷稳定升压力过程中的低温/高温情况。故在该步骤中通过过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,由此进一步设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,进而实现在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整的目的。
步骤S104,利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
本发明通过上述步骤根据过热度偏差(即发电机组主蒸汽最初受热面的温度的变化趋势)在时间维度对实际作用于机组的给水指令进行调整,干预进入机组炉膛的冷态工质的速度,以达到冷、热态工质最大程度适应机组温度变化的目的,减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动,使机组在变负荷期间主蒸汽温度对机组调峰能力的制约降到最小。
实施例2:如附图2、6所示,本发明实施例公开了一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其中在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,进一步包括:
步骤S201,判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
步骤S202,响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;这里过热度偏差的获取根据机组运行过热度参数获取,即将实时机组运行过热度参数与标准值做差值,获取过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);基本给水惯性时间常数以变系数f(x)中的自变量为过热度偏差,故将过热度偏差输入f(x)动态调节输出值;
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
上述,获取过热度参数,当过热度参数较低时,过热度偏差大于过热度偏差阈值,则增大给水惯性时间常数以变系数f(x),即增大惯性时间减缓冷态工质作用于机组的强度,以提升机组过热度参数及主蒸汽温度;当过热度参数较高时,过热度偏差小于过热度偏差阈值,则减小给水惯性时间常数以变系数f(x),即减小惯性时间加强冷态工质对机组的作用,以减小机组过热度参数及主蒸汽温度参数,最终使机组运行过热度及主蒸汽温度参数波动减小并维持在设计值。
步骤S203,响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
上述,获取过热度参数,当过热度参数较低时,过热度偏差大于过热度偏差阈值,则增大给水惯性时间常数以变系数g(x),即增大惯性时间减缓冷态工质作用于机组的强度,以提升机组过热度参数及主蒸汽温度;当过热度参数较高时,过热度偏差小于过热度偏差阈值,则减小给水惯性时间常数以变系数g(x),即减小惯性时间加强冷态工质对机组的作用,以减小机组过热度参数及主蒸汽温度参数,最终使机组运行过热度及主蒸汽温度参数波动减小并维持在设计值。
实施例3:如附图3、6所示,本发明实施例公开了一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其中在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,进一步包括:
步骤S301,判断机组主蒸汽压力是否稳定;
步骤S302,响应于是,则当前机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间为初始值;即在判断机组负荷稳定且主蒸汽压力稳定工况时,当前工况下机组煤、水、风等冷、热态工质几乎维持指令不变,因此当前机组给水指令的一阶惯性时间可以认为是初始化值,其值为:K1×value1×value2;当前机组给水指令的二、三阶惯性时间也可以认为是初始化值,其值为:K2×value1×value2。其中,value1是直流型机组的基本“煤-水”的惯性时间,即基本惯性时间;value2是针对不同直流型机组的不同特性对应下的变化系数;K1和K2为设置参数。
步骤S303,响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
步骤S304,若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;
上述,获取过热度参数,当过热度参数较低时,过热度偏差大于过热度偏差阈值,则增大给水惯性时间常数以变系数f(x),即增大惯性时间减缓冷态工质作用于机组的强度,以提升机组过热度参数及主蒸汽温度;当过热度参数较高时,过热度偏差小于过热度偏差阈值,则减小给水惯性时间常数以变系数f(x),即减小惯性时间加强冷态工质对机组的作用,以减小机组过热度参数及主蒸汽温度参数,最终使机组运行过热度及主蒸汽温度参数波动减小并维持在设计值。
步骤S305,若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
上述,获取过热度参数,当过热度参数较低时,过热度偏差大于过热度偏差阈值,则增大给水惯性时间常数以变系数f(x),即增大惯性时间减缓冷态工质作用于机组的强度,以提升机组过热度参数及主蒸汽温度;当过热度参数较高时,过热度偏差小于过热度偏差阈值,则减小给水惯性时间常数以变系数f(x),即减小惯性时间加强冷态工质对机组的作用,以减小机组过热度参数及主蒸汽温度参数,最终使机组运行过热度及主蒸汽温度参数波动减小并维持在设计值。
实施例4:如附图4所示,本发明实施例公开了一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其中确定机组负荷是否稳定,进一步包括:
步骤S401,在机组给水指令目标值中获取负荷-给水指令;
步骤S402,将负荷-给水指令经给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间修正;
步骤S403,判断上述二者的差值是否等于0;
步骤S404,响应于是,则机组负荷稳定;
步骤S405,响应于否,若差值大于0,则机组负荷不稳定且处于升负荷工况,若差值小于0,则机组负荷不稳定且处于降负荷工况。
实施例5:如附图5所示,本发明实施例公开了一种减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动的控制装置,包括:
初始单元,在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
动态设置单元,在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
指令输出单元,利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
其中所述动态设置单元包括判断模块、第一动态设置模块、第二动态设置模块;
判断模块,确定机组负荷是否稳定
第一动态设置模块,用于在确定机组负荷不稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
第二动态设置模块,用于在确定机组负荷稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组主蒸汽压力是否稳定;
响应于是,则当前机组给水指令一阶惯性时间为初始值K1×value1×value2,二阶、三阶惯性时间为初始值K2×value1×value2;
响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;
若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
实施例6:本发明实施例公开了一种存储介质,所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序,所述计算机程序被设置为运行时执行调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
实施例4:本发明实施例公开了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,计算机程序由处理器加载并执行以实现调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
上述电子设备还包括传输设备、输入输出设备,其中,传输设备和输入输出设备均与处理器连接。
处理器可以是中央处理器CPU,通用处理器,数字信号处理器DSP,ASIC,FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等等。
存储器可以包括但不限于:U盘、只读存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
以上技术特征构成了本发明的优选实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,包括:
在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
2.根据权利要求1所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,所述在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
3.根据权利要求2所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数f(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数f(x);或/和,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数g(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数g(x)。
4.根据权利要求1或2或3所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,所述在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
判断机组主蒸汽压力是否稳定;
响应于是,则当前机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间为初始值,其中当前机组给水指令一阶惯性时间为初始值K1×value1×value2,二阶、三阶惯性时间为初始值K2×value1×value2,K1和K2为设置参数,Value1是一个直流型机组的基本煤-水的惯性时间;Value2是针对不同直流型机组的不同特性对应下的变化系数;
响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;K1和K2为设置参数
若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
5.根据权利要求4所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数f(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数f(x);或/和,所述根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x),包括若过热度偏差大于过热度偏差阈值,增大给水惯性时间常数以变系数g(x),若热度偏差小于过热度偏差阈值,减小给水惯性时间常数以变系数g(x)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法,其特征在于,所述确定机组负荷是否稳定,包括:
在机组给水指令目标值中获取负荷-给水指令;
将负荷-给水指令经给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间修正;
判断上述二者的差值是否等于0;
响应于是,则机组负荷稳定;
响应于否,若差值大于0,则机组负荷不稳定且处于升负荷工况,若差值小于0,则机组负荷不稳定且处于降负荷工况。
7.一种应用如权利要求1至6中任意一项所述控制方法的减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动的控制装置,其特征在于,包括:
初始单元,在火力发电机组协调控制系统投入运行后初始化机组给水指令目标值,其中机组给水指令包括负荷-给水指令、机组变负荷给水前馈量、机组过热度修真指令、机组过热器减温水量;
动态设置单元,在机组负荷不稳定时,针对机组升负荷工况或机组降负荷工况,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前负荷工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本给水惯性时间常数设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;在机组负荷稳定时,针对机组主蒸汽压力上升、机组主蒸汽压力下降或机组主蒸汽压力稳定,通过机组运行时的过热度偏差大小动态调节机组当前主蒸汽压力工况对应的基本给水惯性时间常数以变系数,并结合基本惯性时间动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
指令输出单元,利用动态设置后的给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间调整负荷-给水指令,输出机组给水指令。
8.根据权利要求7所述的减小火力发电机组主蒸汽温度剧烈变动的控制装置,其特征在于,所述动态设置单元包括判断模块、第一动态设置模块、第二动态设置模块;
判断模块,确定机组负荷是否稳定
第一动态设置模块,用于在确定机组负荷不稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组负荷工况是升负荷还是降负荷;
响应于机组升负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在升负荷条件下的基本给水惯性时间常数u(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×u(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×u(x)
其中K1和K2为设置参数;
响应于机组降负荷工况,则动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、根据锅炉主控指令的给水指令惯性时间函数,确定在降负荷条件下的的基本给水惯性时间常数h(x),并根据机组运行过热度参数确定过热度偏差;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×h(x)×g(x)
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×h(x)×g(x)
其中K1和K2为设置参数。
第二动态设置模块,用于在确定机组负荷稳定时,执行下述步骤,具体包括:
判断机组主蒸汽压力是否稳定;
响应于是,则当前机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间为初始值,其中当前机组给水指令一阶惯性时间为初始值K1×value1×value2,二阶、三阶惯性时间为初始值K2×value1×value2,K1和K2为设置参数,Value1是一个直流型机组的基本煤-水的惯性时间;Value2是针对不同直流型机组的不同特性对应下的变化系数;
响应于否,则判断机组主蒸汽压力是升压还是降压;
若机组主蒸汽压力上升,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数f(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×f(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×f(x)×value1
其中K1和K2为设置参数;
若机组主蒸汽压力下降,动态设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间,包括:
1、确定机组在负荷稳定工况下的基本惯性时间value1;
2、根据过热度偏差动态修正基本给水惯性时间常数以变系数g(x);
3、利用下式设置机组给水指令一阶、二阶、三阶惯性时间;
机组给水指令一阶惯性时间设置为:K1×g(x)×value1
机组给水指令二阶、三阶惯性时间设置为:K2×g(x)×value1
其中K1和K2为设置参数。
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序,所述计算机程序被设置为运行时执行如权利要求1至6任一项所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任一项所述的调峰调频火力发电机组主蒸汽温度优化控制方法。
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