CN115857575A - 火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质，该方法包括：在火力发电机组处于AGC变负荷状态时，获取主汽压力的压力设定值，以及根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限；调整压力设定值，以使调整后的压力设定值在压力设定值下限和压力设定值上限之间。本发明公开的火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质，实现了对前馈作用的解耦，减少不必要的煤量波动。

Description

火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质

技术领域

本发明涉及但不仅限于自动控制技术，尤指一种火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质。

背景技术

随着新能源电力在电源结构布局中的比例将逐步增加，电网相关细则规定的出台，进一步明确了大型燃煤发电机组参与电网深度调峰的重要作用，这意味着火电机组将经常于深度变负荷状态运行。

目前，已对超临界机组协调优化进行了深入的研究，主要体现在控制策略调整及建模两个方面，控制策略主要用预测控制、补偿前馈、模糊PID、状态观测器等改进锅炉主控回路，以让主汽压力按照控制策略中的三阶惯性曲线来变化并最终达到目标值。

然而，动态升降负荷过程中，由于给煤给水静态、动态前馈的作用，主汽压力的升降特性不会完全符合控制策略中的三阶惯性曲线。如果通过控制给煤给水来让主汽压力跟随三阶惯性曲线，特别是在原主汽压力设定某些时段的值是无法通过控制达到的情况下，势必增加给煤波动。

发明内容

第一方面，本申请实施例提供了一种火力发电机组主汽压力的调整方法，包括：

在火力发电机组处于AGC变负荷状态时，获取主汽压力的压力设定值，以及根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限；

调整所述压力设定值，以使调整后的压力设定值在所述压力设定值下限和所述压力设定值上限之间。

第二方面，本申请实施例提供了一种火力发电机组主汽压力的调整装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面任一实施例所述的火力发电机组主汽压力的调整方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现第一方面任一实施例所述的方法的步骤。

本申请至少一个实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整方法、装置和可读存储介质，与现有技术相比，具有以下有益效果：在AGC变负荷的动态过程中，压力设定值可以在一定阈值范围内进行柔化处理，从而让主汽压力最终达到目标值，实现了对前馈作用的解耦，减少不必要的煤量波动，增强了动态工况下给煤解耦及消纳干扰的能力。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的火力发电机组的协调控制方案的结构框图；

图2为本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的主汽压力的压力设定值的变化曲线图；

图4为本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整装置的结构框图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

目前，由于火力发电机组(可简称为火电机组)需要将经常于深度变负荷状态运行，其协调控制方案要体现在控制策略调整及建模两个方面。图1为本发明实施例提供的火力发电机组的协调控制方案的结构框图，如图1所示，在火力发电机组运行时，可以基于存储在分散控制系统(Distributed Control System，简称DCS)中的火力发电机组的历史运行数据，比如可利用系统辨识工具等对DCS中的历史运行数据进行分析、筛选、辨识，建立燃料量、给水量与主汽压力、过热度之间的模型，然后基于该模型构建多变量广义预测控制策略，同时根据专家经验设计模糊前馈，并将预测控制与模糊前馈相结合完成火力发电机组的协调优化控制。其中，燃料量可以包括燃煤量。

然而，如图1所示，在动态升降负荷过程中，由于给煤给水静态、动态前馈的作用，会影响主汽压力的升降特性，进一步影响煤量、水量的波动。

其中，图1中f(x)表示模型相关建模函数，lag表示惯性环节(或惯性模块)。

图2为本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整方法的流程图，如图2所示，火力发电机组主汽压力的调整方法可以包括：

S201：在火力发电机组处于自动发电控制(Automatic Generation Control，简称AGC)变负荷状态时，获取主汽压力的压力设定值，以及根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限。

本实施例中，可通过在AGC变负荷的动态过程中，调整预先设定的主汽压力的压力设定值，从而让主汽压力最终达到目标值，从而在保证主汽压力控制品质的同时，进一步降低煤量、水量的波动，提升机组安全稳定运行水平，提高机组AGC指标。

本实施例中，可预先设定主汽压力的压力设定值，预先设定的压力设定值可根据实际需求或经验值而定，且压力设定值可根据后续的调整不断的更新和变化。

S202：调整压力设定值，以使调整后的压力设定值(也可称为优化后的压力设定值)在压力设定值下限和压力设定值上限之间。

本实施例中，可根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限，通过调整预先设定的压力设定值，以使调整后的压力设定值在压力设定值下限和压力设定值上限之间。即，可在AGC变负荷的动态过程中，压力设定值可以在一定阈值范围内进行柔化(平滑)处理，从而让主汽压力最终达到目标值，实现了对前馈作用的解耦，减少不必要的煤量波动，增强了动态工况下给煤解耦及消纳干扰的能力。

图3为本发明实施例提供的主汽压力的压力设定值的变化曲线图，如图3所示，可调整压力设定值TPSP，使调整后的压力设定值TPSPN在压力设定值下限TPSPL和压力设定值上限TPSPH之间，从而可调控主汽压力的实际压力值TP最终达到目标值。

本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整方法，在AGC变负荷的动态过程中，压力设定值可以在一定阈值范围内进行柔化(平滑)处理，从而让主汽压力最终达到目标值，实现了对前馈作用的解耦，减少不必要的煤量波动，增强了动态工况下给煤解耦及消纳干扰的能力。

在本发明一示例实施例中，根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限，可以包括：

根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值；根据压力设定值阈值和压力设定值确定压力设定值下限和压力设定值上限。

其中，压力设定值下限TPSPL＝压力设定值TPSP-压力设定值阈值THRESHOLDSP；压力设定值上限TPSPH＝压力设定值TPSP+压力设定值阈值THRESHOLDSP。

本实施例中，可根据火力发电机组的运行参数(比如给煤量)确定压力设定值阈值，通过确定压力设定值阈值，以得到压力设定值下限和压力设定值上限。

其中，压力设定值阈值THRESHOLDSP是一个变量，其随着条件的不同而发生变化。本实施例中，可通过增加惯性环节来避免压力设定值阈值的变量值突变，其中，惯性环节中增加了滤波。

在本发明一示例实施例中，根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，可以包括：检测锅炉前馈的给煤量BIR；根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP。

本实施例中，可根据锅炉前馈的给煤量BIR调整压力设定值阈值的变化。

在一示例中，根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP，可以包括：将锅炉前馈的给煤量BIR与设定值进行比较；

若满足|BIR|≥15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝1.2Pa。其中，在条件|BIR|≥15吨/每小时不成立时，压力设定值阈值THRESHOLDSP＝1.2Pa可在条件不成立后延时2分钟失效。

若满足10吨/每小时≤|BIR|＜15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.9Pa。其中，在条件10吨/每小时≤|BIR|＜15吨/每小时不成立时，压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.9Pa可在条件不成立后延时4分钟失效。

若满足5吨/每小时≤|BIR|＜10吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.6Pa。其中，在条件5吨/每小时≤|BIR|＜10吨/每小时不成立时，压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.6Pa可在条件不成立后延时6分钟失效。

若满足2吨/每小时≤|BIR|＜5吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.3Pa。其中，在条件2吨/每小时≤|BIR|＜5吨/每小时不成立时，压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.3Pa可在条件不成立后延时8分钟失效。

本实施例中，可通过设置不同的设定值，将锅炉前馈的给煤量BIR与不同的设定值进行比较，以得到压力设定值阈值的不同取值。

另外，压力设定值阈值可在对应的判定条件不满足后延时消失，起到缓冲作用，避免压力设定值阈值的突变。

在本发明一示例实施例中，根据火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，可以包括：

确定压力值偏差DEVTPSP，DEVTPSP＝负荷值TP1-压力设定值TPSP；确定负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP的差值DEVTP；若满足|DEVTPSP|<0.1Pa，且|DEVTP|>0.4Pa，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.2Pa。

其中，火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值，负荷设定值为预先设定的值，其可以根据实际应用值或经验值而定。

本实施例中，可根据火力发电机组的运行参数(比如负荷)确定压力值偏差，以及可实时或预设间隔采集主汽压力的实际压力值，通过压力值偏差、负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值的差值确定压力设定值阈值。

本实施例中，火力发电机组运行有负荷可以用负荷进行为1表示，火力发电机组运行无负荷可以用负荷进行为0表示。

在本发明一示例实施例中，还可以包括：确定基准压力设定值TPSPN1；

调整压力设定值，以使调整后的压力设定值在压力设定值下限和压力设定值上限之间，可以包括：

根据压力设定值上限TPSPH、压力设定值下限TPSPL和基准压力设定值TPSPN1调整压力设定值，以得到调整后的压力设定值TPSPN；

其中，调整后的压力设定值TPSPN＝Med{TPSPH，TPSPN1，TPSPL}，Med{}代表取中间值。

本实施例中，可预先设定一个基准压力设定值TPSPN1，可从压力设定值上限TPSPH、基准压力设定值TPSPN1和压力设定值下限TPSPL中选取中间值作为调整后的压力设定值。比如，从压力设定值上限TPSPH、基准压力设定值TPSPN1和压力设定值下限TPSPL的值分别为：21.8、21.3和21.5，则将压力设定值下限TPSPL的值21.5作为调整后的压力设定值TPSPN。

在一示例中，确定基准压力设定值TPSPN1，可以包括：

将负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP进行比较；根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1。

其中，火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值。

本实施例中，可实时或预设间隔采集主汽压力的实际压力值，根据负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP确定基准压力设定值TPSPN1。

在一示例中，根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1，可以包括：

若满足TP≤TP1，则基准压力设定值TPSPN1＝Min{TP+0.2，TP1}，Min{}代表取最小值。

若满足TP>TP1，则若满足TPSPN1＝Max{TP-0.2，TP1}，Max{}代表取最大值。

图4为本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整装置的结构框图，如图4所示，本发明实施例提供的火力发电机组主汽压力的调整装置可以包括存储器41和处理器42。

处理器可以是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或者完成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时，处理器用于执行以下操作：

在火力发电机组处于AGC变负荷状态时，获取主汽压力的压力设定值，以及根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限；

调整所述压力设定值，以使调整后的压力设定值在所述压力设定值下限和所述压力设定值上限之间。

在一示例中，处理器根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限，可以包括：

根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值；

根据所述压力设定值阈值和所述压力设定值确定所述压力设定值下限和所述压力设定值上限；

其中，所述压力设定值下限TPSPL＝压力设定值TPSP-压力设定值阈值THRESHOLDSP；

所述压力设定值上限TPSPH＝压力设定值TPSP+压力设定值阈值THRESHOLDSP。

在一示例中，处理器根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，可以包括：

检测锅炉前馈的给煤量BIR；

根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP。

在一示例中，处理器根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP，可以包括：

将锅炉前馈的给煤量BIR与设定值进行比较；

若满足|BIR|≥15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝1.2Pa；

若满足10吨/每小时≤|BIR|＜15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.9Pa；

若满足5吨/每小时≤|BIR|＜10吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.6Pa；

若满足2吨/每小时≤|BIR|＜5吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.3Pa。

在一示例中，处理器根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，可以包括：

确定压力值偏差DEVTPSP，DEVTPSP＝负荷值TP1-压力设定值TPSP；

确定负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP的差值DEVTP；

若满足|DEVTPSP|<0.1Pa，且|DEVTP|>0.4Pa，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.2Pa；

其中，所述火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；所述火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值。

在一示例中，处理器还可以用于：

确定基准压力设定值TPSPN1；

处理器调整所述压力设定值，以使调整后的压力设定值在所述压力设定值下限和所述压力设定值上限之间，可以包括：

根据所述压力设定值上限TPSPH、所述压力设定值下限TPSPL和所述基准压力设定值TPSPN1调整所述压力设定值，以得到调整后的压力设定值TPSPN；

其中，调整后的压力设定值TPSPN＝Med{TPSPH，TPSPN1，TPSPL}，Med{}代表取中间值。

在一示例中，处理器确定基准压力设定值TPSPN1，可以包括：

将负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP进行比较；

根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1；

其中，所述火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；所述火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值。

在一示例中，处理器根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1，可以包括：

若满足TP≤TP1，则基准压力设定值TPSPN1＝Min{TP+0.2，TP1}，Min{}代表取最小值；

若满足TP>TP1，则若满足TPSPN1＝Max{TP-0.2，TP1}，Max{}代表取最大值。

本发明实施例还可以提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现上述任一实施例所示的方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种火力发电机组主汽压力的调整方法，其特征在于，包括：

在火力发电机组处于自动发电控制AGC变负荷状态时，获取主汽压力的压力设定值，以及根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限；

调整所述压力设定值，以使调整后的压力设定值在所述压力设定值下限和所述压力设定值上限之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值上限和压力设定值下限，包括：

根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值；

根据所述压力设定值阈值和所述压力设定值确定所述压力设定值下限和所述压力设定值上限；

其中，所述压力设定值下限TPSPL＝压力设定值TPSP-压力设定值阈值THRESHOLDSP；

所述压力设定值上限TPSPH＝压力设定值TPSP+压力设定值阈值THRESHOLDSP。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，包括：

检测锅炉前馈的给煤量BIR；

根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据给煤量BIR确定压力设定值阈值THRESHOLDSP，包括：

将锅炉前馈的给煤量BIR与设定值进行比较；

若满足|BIR|≥15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝1.2Pa；

若满足10吨/每小时≤|BIR|＜15吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.9Pa；

若满足5吨/每小时≤|BIR|＜10吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.6Pa；

若满足2吨/每小时≤|BIR|＜5吨/每小时，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.3Pa。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述火力发电机组的运行参数确定压力设定值阈值，包括：

确定压力值偏差DEVTPSP，DEVTPSP＝负荷值TP1-压力设定值TPSP；

确定负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP的差值DEVTP；

若满足|DEVTPSP|<0.1Pa，且|DEVTP|>0.4Pa，则压力设定值阈值THRESHOLDSP＝0.2Pa；

其中，所述火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；所述火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定基准压力设定值TPSPN1；

所述调整所述压力设定值，以使调整后的压力设定值在所述压力设定值下限和所述压力设定值上限之间，包括：

根据所述压力设定值上限TPSPH、所述压力设定值下限TPSPL和所述基准压力设定值TPSPN1调整所述压力设定值，以得到调整后的压力设定值TPSPN；

其中，调整后的压力设定值TPSPN＝Med{TPSPH，TPSPN1，TPSPL}，Med{}代表取中间值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定基准压力设定值TPSPN1，包括：

将负荷值TP1与采集的主汽压力的实际压力值TP进行比较；

根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1；

其中，所述火力发电机组运行有负荷时，负荷值TP1取目标负荷对应的值；所述火力发电机组运行无负荷时，负荷值TP1取负荷设定值对应的值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果确定基准压力设定值TPSPN1，包括：

若满足TP≤TP1，则基准压力设定值TPSPN1＝Min{TP+0.2，TP1}，Min{}代表取最小值；

若满足TP>TP1，则若满足TPSPN1＝Max{TP-0.2，TP1}，Max{}代表取最大值。

9.一种火力发电机组主汽压力的调整装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的火力发电机组主汽压力的调整方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。

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