CN116624858A - 一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 - Google Patents
一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116624858A CN116624858A CN202310654261.4A CN202310654261A CN116624858A CN 116624858 A CN116624858 A CN 116624858A CN 202310654261 A CN202310654261 A CN 202310654261A CN 116624858 A CN116624858 A CN 116624858A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water supply
- instruction
- load
- feed
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 401
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 78
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 68
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 120
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 59
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 58
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 235000019668 heartiness Nutrition 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D5/00—Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
- F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2206/00—Fluidised bed combustion
- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置,所述方法包括:根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电热工自动控制领域,尤其涉及一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置。
背景技术
现有的循环流化床机组给水控制方案,其基本原理是基础给水指令加上反馈给水指令。现有的方案中,基础给水指令通过LDC计算;在反馈给水指令的计算逻辑中,PID模块的比例和积分都是定值。
在实现本发明过程中,申请人发现现有技术中至少存在如下问题:
给水流量不准确,在主汽温反馈和设定偏差大时需要运行人员手动干预给水流量,给水指令不能根据机组负荷调节。
发明内容
本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置,也是一种循环流化床机组深度调峰的给水主控前馈控制方法和装置,解决了给水流量不准确,在主汽温反馈和设定偏差大时需要运行人员手动干预给水流量,给水指令不能根据机组负荷调节。
为达上述目的,一方面,本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,包括:
根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程确定,反馈给水指令;
根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
另一方面,本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,包括:
基础给水指令确定单元,用于根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
反馈给水指令确定单元,用于根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;
前馈给水指令确定单元,用于根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
总给水指令确定单元,用于将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
给水控制单元,用于根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
上述技术方案具有如下有益效果:总给水指令由基础给水指令、反馈给水指令和前馈给水指令三部分相加获得,可以保证机组在变负荷阶段,给水流量变化及时,同时兼顾到煤质变化、中间点温度波动、烟气再循环投入等情况,同时能保证机组在深度调峰阶段给水流量保持稳定。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法的流程图;
图2是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置的架构图;
图3是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置的基于NT6000系统实现的确定总给水指令的原理图;
图4是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置的基于NT6000系统实现的确定基础给水指令的原理图;
图5是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置的基于NT6000系统实现的确定反馈给水指令的原理图;
图6是本发明实施例之一的一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置的基于NT6000系统实现的确定前馈给水指令的原理图。
附图标记表示为:11~15、一一对应第一求和模块到第五求和模块、10、第十求和模块;21~28、一一对应第一惯性滤波模块到第八惯性滤波模块;31~37、一一对应第一乘法模块到第七乘法模块;41~49、一一对应第一转换模块到第九转换模块;4A、第十转换模块;4B、第十一转换模块;4C、第十二转换模块;4D、第十三转换模块;4E、第十四转换模块、4F、第十五转换模块;51~58、一一对应第一求差模块到第八求差模块58;61~64、一一对应第一选择模块到第四选择模块;71、第一比较模块;72、第二比较模块;81、第一PID处理模块;82、第二PID处理模块;91、第一除法模块;92、第二除法模块;93、第三除法模块93;1、第一与模块;2、第一最大值获取模块;621、比例参数选择模块;622、积分参数选择模块。
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。
一方面,如图1所示,本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,包括:
步骤S100,根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
步骤S101,根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;
步骤S102,根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
步骤S103,将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
步骤S104,根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
在一些实施例中,最终的给水指令即总给水指令由三部分相加获得:第一部分是由负荷指令生成的基础给水指令;第二部分是过热度校正的反馈给水指令;第三部分是计算锅炉主控前馈、燃料主控前馈量、主蒸汽压力和机组负荷至给水主控的前馈,四路前馈叠加形成前馈给水指令。
本发明实施例具有如下技术效果:可以保证机组在变负荷阶段,给水流量变化及时,同时兼顾到煤质变化、中间点温度波动、烟气再循环投入等情况,同时能保证机组在深度调峰阶段给水流量保持稳定。
进一步地,所述根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令,包括:
根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量;
根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数;
将所述基础给水流量除以所述当前的给水校正系数得到所述基础给水指令。
在一些实施例中,与传统方案相比,增加了给水BTU系数(即给水校正系数)的计算逻辑;由一次调频指令和限幅限速后负荷生成的基础给水流量,再除以给水BTU系数得到基础给水指令。给水BTU系数的作用是让基础给水指令计算的更加准确,得到的指令能更准确满足当前工况对于给水的需求。
进一步地,所述根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量,包括:
根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷;
将所述基础总负荷输入给第一转换函数转换得到所述基础给水流量。
在一些实施例中,根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷,具体地,一次调频指令经第七惯性滤波后乘以预设常数后再加上限幅限速后负荷指令得到基础总负荷;将所述基础总负荷输入给第一转换函数转换得到所述基础给水流量。第一转换函数和第二转换函数都是将负荷转变成给水流量;优选地,第二转换函数的输入和输出范围大于第一转换函数。
进一步地,所述根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数,包括:
将所述发电负荷和所述供热负荷相加得到发电供热负荷;
将所述发电供热负荷输入给第二转换函数得到预测给水流量;
将实际给水流量经第一惯性滤波得到惯性滤波后给水流量;
将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量;
将所述预测给水流量减去所述校正后给水流量得到给水流量差;
判断所述实际给水流量是否小于预设流量阈值;
如果所述实际给水流量小于预设流量阈值,则将第一PID流量差设置为0,否则将所述给水流量差作为第一PID流量差;
将所述第一PID流量差作为所述第一PID处理过程的设定值输入给第一PID处理过程,将所述第一PID处理过程的输出控制量输入给第三转换函数,并使用第三转换函数的输出值更新所述当前的给水校正系数;
其中,所述给水校正系数反馈值是在执行所述将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量步骤时,获取到的当前的给水校正系数;
其中,所述第一PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益和输出控制量。
在一些实施例中,根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量确定基于第一PID过程处理过程确定给水校正系数(给水BTU系数),具体地,在实际给水流量小于预设流量阈值时,通过对第一PID处理过程的当前采样值输入0值,使第一PID处理过程保持当前的给水校正系数,在实际给水流量大于或等于预设流量阈值时,通过对第一PID处理过程的当前采样值输入给水流量差,使第一PID过程处理过程更新所述当前的给水校正系数。其中,预设流量阈值优选地为160t/h(吨/小时),第一PID处理过程中的当前采样值为0,比例增益为0,积分增益为3600,第三转换函数可以是预设的用于将第一PID处理过程的输出控制量转换为给水BTU系数(给水校正系数)的折线函数。
本发明实施例具有如下技术效果:与传统方案相比,增加了给水BTU系数(即给水校正系数)的计算逻辑;由一次调频指令和限幅限速后负荷生成的基础给水流量,再除以给水BTU系数得到基础给水指令。并且考虑到深度调峰的情况,避免触发给水流量最低保护,增加了给水流量小于预设流量阈值时,停止更新给水BTU系数的逻辑。优选地,给水流量小于160t/h时,此时的工况不需要考虑给水BTU系数的计算。
进一步地,所述过热度相关信息包括过热度和过热度设定偏置;
所述主气温反馈及设定信息包括:左侧主汽温反馈、左侧主汽温设定、右侧主汽温反馈、右侧主汽温设定;
所述烟气再循环信息包括:烟气再循环风量和烟气再循环投入信息;
所述第二PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益、前馈偏置和输出控制量;
所述根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息确定反馈给水指令,包括:
将限幅限速后负荷指令经第二惯性滤波后得到第二滤波后限幅限速后负荷指令;
将所述第二滤波后限幅限速后负荷指令经第四转换函数转换得到预测过热度;
将所述预测过热度与所述过热度设定偏置相加,得到偏置后预测过热度;
将所述偏置后预测过热度作为第二PID处理过程的设定值输入给所述第二PID处理过程;
将所述过热度作为第二PID处理过程的当前采样值输入给所述第二PID处理过程;
将所述负荷总指令经第五转换函数得到第一比例参数;
将所述负荷总指令经第六转换函数得到第二比例参数;
将所述负荷总指令经第七转换函数得到第一积分参数;
将所述负荷总指令经第八转换函数得到第二积分参数;
根据所述变负荷信息判断是否是变负荷;
如果所述变负荷信息是变负荷,则将第一比例参数和第一积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;
如果所述变负荷信息不是变负荷,则将第二比例参数和第二积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;
将分别作为PID比例参数和PID积分参数分别作为第二PID处理过程的比例增益和积分增益输入给所述第二PID处理过程;
将所述左侧主汽温反馈减去左侧主汽温设定得到左侧主汽温差值;
将所述右侧主汽温反馈减去右侧主汽温设定得到右侧主汽温差值;
比较所述左侧主汽温差值和所述右侧主汽温差值,将较大值作为主汽温差值;
将所述主汽温差值经第九转换函数得到第一预测过热度差初值;
将所述主汽温差值经第十转换函数得到第二预测过热度差初值;
判断所述主汽温差值是否大于零;
如果所述主汽温差值大于零,则将所述第一预测过热度差初值作为第一预测过热度差值,否则将所述第二预测过热度差初值作为第一预测过热度差值;
如果主汽温差值大于0,则使用第九转换函数得到的第一预测过热度差初值作为第一预测过热度差值,第九转换函数的输入主汽温差值都大于0,第九转换函数的输出也大于0;如果主汽温差值小于等于0,则使用第十转换函数得到的第二预测过热度差初值作为第一预测过热度差值,第十转换函数的输入主汽温差值都小于等于0,第十转换函数的输出也小于等于0;
将烟气再循环风量经第三惯性滤波得到滤波后烟气再循环风量;
将所述滤波后烟气再循环风量经第四惯性滤波得到二次惯性滤波后烟气再循环风量;
将滤波后烟气再循环风量减去二次惯性滤波后烟气再循环风量得到的差值经第十一转换函数得到第三预测过热度差初值;
将所述滤波后烟气再循环风量经第十二转换函数得到第四预测过热度差初值;
将所述第三预测过热度差初值和所述第四预测过热度差初值相加得到第五预测过热度差初值;
判断烟气再循环投入信息是否为投入烟气再循环;
如果烟气再循环投入信息为投入烟气再循环,则将第五预测过热度差初值作为第二预测过热度差值;否则将0作为第二预测过热度差值;
将第一预测过热度差值减去第二预测过热度差值得到PID偏置;
将所述PID偏置输入给第二PID处理过程的前馈偏置;
将第二PID处理过程的输出控制量作为反馈给水指令;
其中,第五转换函数得到的是变负荷下的比例参数,第六转换函数得到的是不变负荷下的比例参数,第七转换函数得到的是变负荷下的积分参数,第八转换函数得到的是不变负荷下的积分参数。
在一些实施例中,确定反馈给水指令逻辑的输入包括过热度、LDC(即限幅限速后负荷指令)、MT_BIAS(即过热度设定偏置)、负荷总指令、变负荷信息、左侧汽温反馈、左侧汽温设定、右侧汽温反馈、右侧汽温设定、烟气再循环风量和烟气再循环投入信息。逻辑包含两个部分:第一部分,将输入的过热度作为第二PID处理过程的当前采样值,将根据LDC和过热度设定偏置确定的偏置后预测过热度作为第二PID处理过程的设定值,通过PID模块计算出反馈给水指令。同时PID模块的比例增益和积分增益不设置为常数,而是根据变负荷信息的机组变负荷与否的状态下进行设置,同时变负荷状态下还根据负荷总指令进行分段变参数处理,在变负荷和不变负荷情况下使用不同的比例增益和积分增益,具体的比例增益和积分增益需根据负荷总指令确定;第二部分为第二PID处理过程增加了前馈量(前馈偏置),前馈偏置用于直接叠加在常规PID计算结果之上,相当于在PID处理计算了比例、积分和/或微分的影响结果后再加上前馈偏置的值作为最终的PID输出结果。前馈偏置的确定主要考虑主汽温度和烟气再循环的影响,主汽温度取左右侧反馈和设定偏差较大的一侧来计算。
本发明实施例具有如下技术效果:传统PID模块的比例和积分都是定值,没有随负荷总指令的变化而改变,导致调节效果不好,且没有考虑主汽温对给水的影响,使得主汽温反馈和设定偏差大时,运行人员需要手动干预给水流量。本发明实施例通过根据负荷总指令设定第二PID处理过程的比例增益和积分增益,从而提高了PID调节的效果,进一步地,通过根据主汽温度和烟气再循环确定前馈偏置,使得主汽温反馈和设定偏差大时,实现自动调节,无需运行人员手动干预给水流量,提高调节的及时性、准确性,减少人工干预。
进一步地,所述煤量信息包括基础煤量和煤质校正系数;
所述主蒸汽压力信息包括:压力设定值和主汽压力;
所述根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令,包括:
使用基础给水指令依次除以基础煤量和煤质校正系数得到的商,再乘以锅炉主控前馈得到第一前馈给水指令初值;
限幅限速后负荷指令经第五惯性滤波得到滤波后限幅限速后负荷指令;
将限幅限速后负荷指令减去滤波后限幅限速后负荷指令得到的差值乘以第一比例系数,再将得到的乘积经第十三转换函数转换得到第二前馈给水指令初值;
将燃料主控前馈乘以第二比例系数,将得到的乘积经第六惯性滤波后得到第三前馈给水指令初值;
将压力设定值减去主汽压力得到压力差值;
将压力差值乘以第三比例系数,将得到的乘积经第十四转换函数得到压力差值转换值;
将压力差值经第六惯性滤波得到滤波后压力差值;
使用压力差值减去滤波后压力差值得到压力差值微分值;
将压力差值转换值加上压力差值微分值得到第四前馈给水指令初值;
将第一前馈给水指令初值、第二前馈给水指令初值、第三前馈给水指令初值和第四前馈给水指令初值求与运算得到第五前馈给水指令初值;
将限幅限速后负荷指令经第十五转换函数得到第六前馈给水指令初值;
将第五前馈给水指令初值和第六前馈给水指令初值相乘得到前馈给水指令。
在一些实施例中,确定前馈给水指令逻辑的输入包括基础给水指令(在步骤S100中得到)、基础煤量、煤质校正系数、锅炉主控前馈、LDC(限幅限速后负荷指令)、燃料主控前馈、压力设定、主汽压力。前馈给水指令由锅炉主控前馈、燃料主控前馈、主蒸汽压力和机组负荷至给水主控的前馈,四路前馈叠加形成。第一路前馈,由基础给水指令、基础煤量、煤质校正系数、锅炉主控前馈计算得到;第二路前馈,由LDC计算得到;第三路前馈,由燃料主控前馈计算得到;第四路前馈,由压力设定和主汽压力计算得到。四路前馈叠加后,再乘以一个根据LDC分段的系数,即得到前馈给水指令。
本发明实施例具有如下技术效果:根据基础给水指令、基础煤量、煤质校正系数、锅炉主控前馈、限幅限速后负荷指令、燃料主控前馈、压力设定、主汽压力确定的前馈给水指令,并且总给水指令中增加前馈给水指令,使得机组在变负荷阶段,给水指令能及时跟随调节,避免主汽压力偏差过大等现象。
另一方面,如图2所示,本发明实施例提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,包括:
基础给水指令确定单元200,用于根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
反馈给水指令确定单元201,用于根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;
前馈给水指令确定单元202,用于根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
总给水指令确定单元203,用于将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
给水控制单元204,用于根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
在一些实施例中,如图3所示,在一个具体实施例中,通过科远NT6000系统算法功能块实现本发明实施例三个部分的叠加得到总给水指令,具体地,使用第十求和模块10,将基础给水指令、反馈给水指令和前馈给水指令输入给第十求和模块10得到总给水指令。
进一步地,所述基础给水指令确定单元200,包括:
基础给水流量确定模块,用于根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量;
给水校正系数确定模块,用于根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数;
基础给水指令确定模块,用于将所述基础给水流量除以所述当前的给水校正系数得到所述基础给水指令。
进一步地,所述基础给水流量确定模块,包括:
基础总负荷确定模块,根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷;
第一转换模块41,用于将所述基础总负荷输入给第一转换函数转换得到所述基础给水流量。
在一些实施例中,如图4所示,在一个具体实施例中,可以通过科远NT6000系统算法功能块实现本发明实施例,根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷,具体地,一次调频指令输入给第八惯性滤波模块28(即NT6000系统中的LLAG模块),其中,第八惯性滤波模块28的时间常数为1.5秒,第八惯性滤波模块28的输出量连接第七乘法模块37(即NT6000系统中的MUL模块),通过第七乘法模块37使第八惯性滤波模块28的输出量乘以第四比例系数MUL0.7(其中第四比例系数优选为0.7)得到的乘积,再和限幅限速后负荷指令(即LDC)一起输入给第五求和模块15(即NT6000系统中的ADD模块),得到的和值作为基础总负荷;基础总负荷通过第一转换模块41(在NT6000系统中是CHAR模块,分段折线函数模块),得到基础给水流量。其中,第一转换函数可以是分段函数或其他类型的函数,用于将输入的基础总负荷转换为基础给水流量。
进一步地,所述给水校正系数确定模块,包括:
第一求和模块11,用于将所述发电负荷和所述供热负荷相加得到发电供热负荷;
第二转换模块42,用于将所述发电供热负荷输入给第二转换函数得到预测给水流量;
第一惯性滤波模块21,用于将实际给水流量经第一惯性滤波得到惯性滤波后给水流量;
第一乘法模块31,用于将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量;
第一求差模块51,用于将所述预测给水流量减去所述校正后给水流量得到给水流量差;
第一比较模块71,用于判断所述实际给水流量是否小于预设流量阈值;
第一选择模块61,用于如果所述实际给水流量小于预设流量阈值,则将第一PID流量差设置为0,否则将所述给水流量差作为第一PID流量差;
第一PID处理模块81,用于将所述第一PID流量差作为所述第一PID处理过程的设定值输入给第一PID处理过程,得到所述第一PID处理过程的输出控制量;
第三转换模块43,用于将所述第一PID处理过程的输出控制量输入给第三转换函数,并使用第三转换函数的输出值更新所述当前的给水校正系数;
其中,所述给水校正系数反馈值是在执行所述将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量步骤时,获取到的当前的给水校正系数;
其中,所述第一PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益和输出控制量;
在一些实施例中,如图4所示,在一个具体实施例中,可以通过科远NT6000系统算法功能块实现本发明实施例,根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷,具体地,一次调频指令输入给第八惯性滤波模块28(即NT6000系统中的LLAG模块),第八惯性滤波模块28的输出量连接第七乘法模块37(即NT6000系统中的MUL模块),通过第七乘法模块37使第八惯性滤波模块28的输出量乘以第四比例系数MUL0.7,(其中,第四比例系数优选为0.7)得到的乘积,再和限幅限速后负荷指令(即LDC)一起输入给第五求和模块15(即NT6000系统中的ADD模块),得到的和值作为基础总负荷;基础总负荷通过第一转换模块41(在NT6000系统中是CHAR模块,分段折线函数模块),得到基础给水流量。其中,第一转换函数可以是分段函数或其他类型的函数,用于将输入的基础总负荷转换为基础给水流量。发电负荷和供热负荷输入给第一求和模块11,第一求和模块11的输出连接第二转换模块42,第二转换模块42的输出连接第一求差模块51的被减数输入端,实际给水流量输入给第一惯性滤波模块21,其中,第一惯性滤波模块21的时间常数为60秒,第一惯性滤波模块21的输出连接第一乘法模块31一个乘数输入端,第一乘法模块31输入的另一个乘数输入端连接第三转换模块43的输出,第一乘法模块31的输出连接第一求差模块51的减数输入端,第一求差模块51的输出端连接第一选择模块61的第二输入通道(即图4中的第一选择模块61上Pv2引脚),第一选择模块61的第一输入通道(即图4中的第一选择模块61上Pv1引脚)输入0,实际给水流量和预设流量阈值输入给第一比较模块71,优选地,预设流量阈值为160吨/小时,通过第一比较模块71比较实际给水流量是否小于预设流量阈值,第一比较模块71的输出结果端连接第一选择模块61的选择输入端,第一选择模块61输出端连接第一PID处理模块81的当前采样值输入端(即图4中的第一PID处理模块81上SP引脚),第一PID处理模块81的设定值输入端(即图4中的第一PID处理模块81上PV引脚)固定输入0,第一PID处理模块81的比例增益(即图4中的第一PID处理模块81上的Xp引脚)设置为0,第一PID处理模块81的积分增益(即图4中的第一PID处理模块81上的Ti引脚)设置为3600,第一PID处理模块81的输出控制量连接第三转换模块43,第三转换模块43的输出分为两个分支,一个分支作为给水校正系数反馈值连接第一乘法模块31的输入,另一个分支作为更新后的当前的给水校正系数连接第一除法模块91的除数输入端,第一除法模块91的被除数输入端连接第一转换模块41的输出(即基础给水流量),以便将基础给水流量除以当前的给水校正系数得到基础给水指令。
进一步地,所述过热度相关信息包括过热度和过热度设定偏置;
所述主气温反馈及设定信息包括:左侧主汽温反馈、左侧主汽温设定、右侧主汽温反馈、右侧主汽温设定;
所述烟气再循环信息包括:烟气再循环风量和烟气再循环投入信息;
所述第二PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益、前馈偏置和输出控制量;
所述反馈给水指令确定单元,包括:
第二惯性滤波模块22,用于将限幅限速后负荷指令经第二惯性滤波得到第二滤波后限幅限速后负荷指令;
第四转换模块44,用于将所述第二滤波后限幅限速后负荷指令经第四转换函数转换得到预测过热度;
第二求和模块12,用于将所述预测过热度与所述过热度设定偏置相加,得到偏置后预测过热度;
第五转换模块45,用于将所述负荷总指令经第五转换函数得到第一比例参数;
第六转换模块46,用于将所述负荷总指令经第六转换函数得到第二比例参数;
第七转换模块47,用于将所述负荷总指令经第七转换函数得到第一积分参数;
第八转换模块48,用于将所述负荷总指令经第八转换函数得到第二积分参数;
第二PID参数选择模块,用于根据所述变负荷信息判断是否是变负荷;如果所述变负荷信息是变负荷,则将第一比例参数和第一积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;如果所述变负荷信息不是变负荷,则将第二比例参数和第二积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;
第二求差模块52,用于将所述左侧主汽温反馈减去左侧主汽温设定得到左侧主汽温差值;
第三求差模块53,用于将所述右侧主汽温反馈减去右侧主汽温设定得到右侧主汽温差值;
第一最大值获取模块2,用于比较所述左侧主汽温差值和所述右侧主汽温差值,将较大值作为主汽温差值;
第九转换模块49,用于将所述主汽温差值经第九转换函数得到第一预测过热度差初值;
第十转换模块4A,用于将所述主汽温差值经第十转换函数得到第二预测过热度差初值;
第二比较模块72,用于判断所述主汽温差值是否大于零;
第三选择模块63,用于如果所述主汽温差值大于零,则将所述第一预测过热度差初值作为第一预测过热度差值,否则将所述第二预测过热度差初值作为第一预测过热度差值;
第三惯性滤波模块23,用于将烟气再循环风量经第三惯性滤波得到滤波后烟气再循环风量;
第四惯性滤波模块24,用于将所述滤波后烟气再循环风量经第四惯性滤波得到二次惯性滤波后烟气再循环风量;
第四求差模块54,用于将滤波后烟气再循环风量减去二次惯性滤波后烟气再循环风量得到烟气再循环风量差值;
第十一转换模块4B,用于将所述烟气再循环风量差值经第十一转换函数得到第三预测过热度差初值;
第十二转换模块4C,用于将所述滤波后烟气再循环风量经第十二转换函数得到第四预测过热度差初值;
第三求和模块13,用于将所述第三预测过热度差初值和所述第四预测过热度差初值相加得到第五预测过热度差初值;
第四选择模块64,用于判断烟气再循环投入信息是否为投入烟气再循环;如果烟气再循环投入信息为投入烟气再循环,则将第五预测过热度差初值作为第二预测过热度差值;否则将0作为第二预测过热度差值;
第五求差模块55,用于将第一预测过热度差值减去第二预测过热度差值得到PID偏置;
第二PID处理模块82,用于将所述偏置后预测过热度作为第二PID处理过程的设定值输入给所述第二PID处理过程;将所述过热度作为第二PID处理过程的当前采样值输入给所述第二PID处理过程;将PID比例参数和PID积分参数分别作为第二PID处理过程的比例增益和积分增益输入给所述第二PID处理过程;将所述PID偏置输入给第二PID处理过程的前馈偏置;将第二PID处理过程的输出控制量作为反馈给水指令。
在一些实施例中,如图5所示,在一个具体实施例中,可以通过科远NT6000系统算法功能块实现本发明实施例,LDC(限幅限速后负荷指令)输入给第二惯性滤波模块22,其中,第二惯性滤波模块22的时间常数为5秒,第二惯性滤波模块22连接第四转换模块44,第四转换模块44的输出和过热度设定偏置连接第二求和模块12的输入;负荷总指令输入给第五转换模块45、第六转换模块46、第七转换模块47和第八转换模块48;第二PID参数选择模块包括比例参数选择模块621和积分参数选择模块622,第五转换模块45和第六转换模块46的输出连接比例参数选择模块621的两个输入通道,第七转换模块47和第八转换模块48的输出连接积分参数选择模块622的两个输入通道,比例参数选择模块621和积分参数选择模块622的通道选择端连接变负荷信息;左侧主汽温反馈和左侧主汽温设定输入给第二求差模块52,右侧主汽温反馈和右侧主汽温设定输入给第三求差模块53,第二求差模块52和第三求差模块53的输出连接第一最大值获取模块2的输入,第一最大值获取模块2用于选取输入中的最大值,第一最大值获取模块2的输出连接第九转换模块49、第十转换模块4A和第二比较模块72,第九转换模块49和第十转换模块4A的输出连接第三选择模块63的两个输入通道,第二比较模块72的另一个比较输入设置为0,第二比较模块72的输出连接第三选择模块63的通道选择端,第二比较模块72用于判断第一最大值获取模块2的输出值是否大于零。烟气再循环风量输入给第三惯性滤波模块23,第三惯性滤波模块23的输出连接第四惯性滤波模块24、第四求差模块54和第十二转换模块4C的输入,其中,第四惯性滤波模块24的时间常数为240秒,第四求差模块54的输出连接第十一转换模块4B,第十一转换模块4B和第十二转换模块4C的输出连接第三求和模块13的输入,第三求和模块13的输出连接第四选择模块64的输入通道,第四选择模块64的另一个输入通道输入0值,烟气再循环投入信息连接第四选择模块64的通道选择端,第四选择模块64和第三选择模块63的输出端连接第五求差模块55的输入,第五求差模块55的输出作为PID偏置,过热度连接于第二PID处理模块82的当前采样值输入端,第二求和模块12的输出端连接第二PID处理模块82的设定值输入端,比例参数选择模块621的输出端连接第二PID处理模块82的比例增益输入端,积分参数选择模块622的输出端连接第二PID处理模块82的积分增益输入端,第二PID处理模块82的微分增益输入端为0值,第五求差模块55的输出连接于第二PID处理模块82的前馈偏置输入端。第二PID处理模块82的微分增益(图5中的第二PID处理模块82的Td引脚)设置为0;第二PID处理模块82的输出上限设置(图5中的第二PID处理模块82的HLOP引脚)为150,输出下限(图5中的第二PID处理模块82的LLOP引脚)设置为-150。
进一步地,所述煤量信息包括基础煤量和煤质校正系数;
所述主蒸汽压力信息包括:压力设定值和主汽压力;
所述前馈给水指令确定单元,包括:
第一前馈给水指令初值确定模块,用于使用基础给水指令依次除以基础煤量和煤质校正系数得到的商,再乘以锅炉主控前馈得到第一前馈给水指令初值;在一些实施例中,如图6所示,在一个具体实施例中,可以通过科远NT6000系统算法功能块实现本发明实施例,基础给水指令和基础煤量输入给第二除法模块92,第二除法模块92的输出和煤质校正系数输入给第三除法模块93,第三除法模块93的输出和锅炉主控前馈输入给第二乘法模块32,第二乘法模块32的输出作为第一前馈给水指令初值;第五惯性滤波模块25,用于限幅限速后负荷指令经第五惯性滤波得到滤波后限幅限速后负荷指令;第二前馈给水指令初值确定模块,用于将限幅限速后负荷指令减去滤波后限幅限速后负荷指令得到的差值乘以第一比例系数,再将得到的乘积经第十三转换函数转换得到第二前馈给水指令初值;
如图6所示,第二前馈给水指令初值确定模块包括:第六求差模块56、第三乘法模块33和第十三转换模块4D;限幅限速后负荷指令输入给第五惯性滤波模块25,其中,第五惯性滤波模块25的时间常数为90秒,限幅限速后负荷指令和第五惯性滤波模块25的输出都输入给第六求差模块56,第六求差模块56的输出连接第三乘法模块33的一个输入,第三乘法模块33另一个输入MUL3(即第一比例系数,优选为数值3),第三乘法模块33的输出连接第十三转换模块4D,第十三转换模块4D的输出作为第二前馈给水指令初值;
第三前馈给水指令初值确定模块,用于将燃料主控前馈乘以第二比例系数,将得到的乘积经第六惯性滤波后得到第三前馈给水指令初值;
如图6所示,第三前馈给水指令初值确定模块包括:第四乘法模块34,第六惯性滤波模块26;其中,第六惯性滤波模块26的时间常数为140秒;燃料主控前馈和第二比例系数输入给第四乘法模块34,其中第二比例系数MUL3.2优选为3.2。第四乘法模块34的输出连接第六惯性滤波模块26的输入,第六惯性滤波模块26的输出作为第三前馈给水指令初值;
第四前馈给水指令初值确定模块,用于将压力设定值减去主汽压力得到压力差值;将压力差值乘以第三比例系数,将得到的乘积经第十四转换函数得到压力差值转换值;将压力差值经第六惯性滤波得到滤波后压力差值;使用压力差值减去滤波后压力差值得到压力差值微分值;将压力差值转换值加上压力差值微分值得到第四前馈给水指令初值;
如图6所示,第四前馈给水指令初值确定模块包括第七求差模块57、第五乘法模块35、第十四转换模块4E、第七惯性滤波模块27、第八求差模块58、第十五转换模块4F、第四求和模块14、和第六乘法模块;其中,第七惯性滤波模块27的时间常数为90秒;第三比例系数MUL1.1优选为1.1;压力设定值和主汽压力输入给第七求差模块57,第七求差模块57的输出连接于第五乘法模块35的一个输入,第五乘法模块35的另一个输入连接第三比例系数,第五乘法模块35的输出连接第十四转换模块4E,第十四转换模块4E的输出连接第四求和模块14的一个输入;第七求差模块57的输出还连接于第七惯性滤波模块27的输入和第八求差模块58的一个被减数输入端,第七惯性滤波模块27的输出端连接第八求差模块58的减数输入端,第八求差模块58的输出连接第四求和模块14的另一个输入端;第四求和模块14的输出作为第四前馈给水指令初值;
第五前馈给水指令初值确定模块,用于将第一前馈给水指令初值、第二前馈给水指令初值、第三前馈给水指令初值和第四前馈给水指令初值求与运算得到第五前馈给水指令初值;
如图6所示,第五前馈给水指令初值确定模块包括第一与模块1,用于对第一前馈给水指令初值、第二前馈给水指令初值、第三前馈给水指令初值和第四前馈给水指令初值求与运算得到第五前馈给水指令初值
第六前馈给水指令初值确定模块,用于将限幅限速后负荷指令经第十五转换函数得到第六前馈给水指令初值;
如图6所示,在本发明实施例中,第六前馈给水指令初值确定模块包括第十五转换模块4F,限幅限速后负荷指令输入给第十五转换模块4F,第十五转换模块4F的输出作为第六前馈给水指令初值;
前馈给水指令确定模块,用于将第五前馈给水指令初值和第六前馈给水指令初值相乘得到前馈给水指令。
如图6所示,前馈给水指令确定模块包括第六乘法模块36,第五前馈给水指令初值和第六前馈给水指令初值输入给第六乘法模块36,相乘后得到前馈给水指令。
上述实施例中,当使用科远NT6000系统实现实施例时,第一乘法模块31、第二乘法模块32、第三乘法模块33、第四乘法模块34、第五乘法模块35、第六乘法模块36和第七乘法模块37均使用科远NT6000系统中的MUL模块实现;
第一转换模块41、第二转换模块42、第三转换模块43、第四转换模块44、第五转换模块45、第六转换模块46、第七转换模块47、第八转换模块48、第九转换模块49、第十转换模块4A、第十一转换模块4B、第十二转换模块4C、第十三转换模块4D、第十四转换模块4E、和第十五转换模块4F均使用科远NT6000系统中的超前滞后模块(CHAR)实现;
第一求和模块11、第二求和模块12、第三求和模块13、第四求和模块14、第五求和模块15和第十求和模块10均使用科远NT6000系统中的求和模块(ADD)实现;
第一惯性滤波模块21、第二惯性滤波模块22、第三惯性滤波模块23、第四惯性滤波模块24、第五惯性滤波模块25、第六惯性滤波模块26、第七惯性滤波模块27、第八惯性滤波模块28均使用科远NT6000系统中的超前滞后模块(LLAG);
第一求差模块51、第二求差模块52、第三求差模块53、第四求差模块54、第五求差模块55、第六求差模块56、第七求差模块57、第八求差模块58均使用科远NT6000系统中的超前滞后模块(LLAG);第一选择模块61、比例参数选择模块621、增益参数选择模块622、第三选择模块63、第四选择模块64均使用科远NT6000系统中的选择模块(SWCH);
第一比较模块71和第二比较模块72均使用科远NT6000系统中的比较模块(CMP);
第一PID处理模块81和第二PID处理模块82均使用科远NT6000系统中的PID控制器模块(PID);
第一除法模块91、第二除法模块92、第三除法模块93均使用科远NT6000系统中的除法模块(DIV);
第一与模块1使用科远NT6000系统中的与模块(AND);
第一最大值获取模块2使用科远NT6000系统中的最大值模块(MAX)。
下面结合具体的应用实例对本发明实施例上述技术方案进行详细说明,实施过程中没有介绍到的技术细节,可以参考前文的相关描述。
本发明实施例以科远NT6000系统算法功能块为例,提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方案。方案中包括超前滞后模块(LLAG)、限幅模块(LIM)、选择模块(SWCH)、PID控制器模块(PID)、比较模块(CMP)、智能跟踪模块(TRAK)等。最终的给水指令由三部分相加获得:第一部分是由负荷指令生成的基础给水指令;第二部分是过热度校正的反馈给水指令;第三部分是计算锅炉主控前馈、燃料主控前馈量、主蒸汽压力和机组负荷至给水主控的前馈,四路前馈叠加形成前馈给水指令。该控制方案可以保证机组在变负荷阶段,给水流量变化及时,同时兼顾到煤质变化、中间点温度波动、烟气再循环投入等情况,同时能保证机组在深度调峰阶段给水流量保持稳定。
具体实施例如下:
一种循环流化床机组深度调峰的给水控制系统,其特征在于,包括:超前滞后模块(LLAG)、限幅模块(LIM)、选择模块(SWCH)、PID控制器模块(PID)、比较模块(CMP)、智能跟踪模块(TRAK)、加法模块(ADD)、乘法模块(MUL)、折线函数模块(CHAR)、或门(OR)、非门(NOT)和延时开模块(TD)。
一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,包括三部分逻辑。第一部分,由负荷指令生成的基础给水指令。与传统方案相比,增加了给水BTU系数的计算逻辑,负荷指令得到的基础给水流量,再除以给水BTU系数得到基础给水指令。并且,考虑到深度调峰的情况,未避免触发给水流量最低保护,增加了给水流量小于160t/h时,停止计算给水BTU系数的逻辑;第二部分,通过计算过热度和设定值的偏差,送入PID控制器,来得到过热度校正的反馈给水指令,同时考虑左右侧主汽温度及烟气再循环风量的影响,叠加相应的前馈;第三部分,分别计算锅炉主控输出、LDC、燃料主控前馈和主蒸汽压力至给水主控的前馈,四路前馈叠加形成前馈给水指令。
在第一部分逻辑中,计算基础给水指令。逻辑的输入点包括一次调频指令、LDC、发电负荷、供热负荷和给水流量。逻辑包含两个部分:首先由一次调频指令和LDC计算得到一个总负荷,经过折线函数后换算乘对应的给水量;然后再由发电负荷、供热负荷和给水流量来计算给水BTU系数,系数的范围是0.85~1.15,用第一部分换算的给水量除以给水BTU系数,即得到基础给水指令。
在第二部分逻辑中,计算反馈给水指令。逻辑的输入点包括过热度、LDC、MT_BIAS、负荷总指令、变负荷、左侧汽温反馈、左侧汽温设定、右侧汽温反馈、右侧汽温设定、烟气再循环风量和烟气再循环投入。逻辑包含两个部分:首先由过热度的设定值和反馈值,通过PID模块计算出反馈给水指令。同时PID模块的比例(Xp引脚)和积分(Ti引脚)不设置为常数,而是在机组变负荷与否的状态下进行区分,同时变负荷状态下还根据负荷总指令进行分段变参数处理;第二部分为PID模块的前馈量(Ff引脚)MT_FF的计算,这一部分考虑主汽温度和烟气再循环的影响,主汽温度取左右侧反馈和设定偏差较大的一侧来计算。
在第三部分逻辑中,计算前馈给水指令。逻辑的输入点包括基础给水指令(由第一部分逻辑计算得到)、基础煤量、煤质校正系数、锅炉主控前馈、LDC、燃料主控前馈、压力设定、主汽压力。前馈给水指令由锅炉主控前馈、燃料主控前馈、主蒸汽压力和机组负荷至给水主控的前馈,四路前馈叠加形成。第一路前馈,由基础给水指令(由第一部分逻辑计算得到)、基础煤量、煤质校正系数、锅炉主控前馈计算得到;第二路前馈,由LDC计算得到;第三路前馈,由燃料主控前馈计算得到;第四路前馈,由压力设定和主汽压力计算得到。四路前馈叠加后,再乘以一个根据LDC分段的系数,即得到前馈给水指令。
下面继续以另一实施例进行说明:
发明人发现,现有的循环流化床机组给水控制方案,其基本原理是基础给水指令加上反馈给水指令。这种方法存在三个主要缺点:
第一是基础给水指令只通过LDC计算。现有的方案中,基础给水指令只通过LDC计算,没有考虑给水BTU(jiao zheng)系数,因为LDC仅仅是发电负荷的设定值,这就会导致机组在供热状况下,LDC折算出的给水流量不准确的情况。
第二是反馈给水指令的计算逻辑中,PID模块的比例和积分都是定值,没有随负荷总指令的变化而改变,导致调节效果不好;且没有考虑主汽温对给水的影响,使得主汽温反馈和设定偏差大时,运行人员需要手动干预给水流量。
第三是缺少前馈给水指令,使得机组在变负荷阶段,给水指令不能及时跟随调节,导致主汽压力偏差大等现象。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置,克服了原有控制方案存在的不足之处,增加了基础给水指令中给水BTU系数计算、反馈给水指令中PID模块比例积分随负荷总指令变参、主汽温对反馈给水指令的影响、前馈给水指令等逻辑。
为达上述目的,一方面,本发明实施例以某350MW循环流化床机组为例,提供一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,包括以下步骤:
基础给水指令逻辑中,一次调频指令经过1.5s的惯性模块,乘以0.7,与LDC相加,经过折线函数模块转换成相应给水流量,除以给水BTU系数,即得到基础给水指令。
基础给水指令逻辑中,给水BTU系数的计算逻辑为:发电负荷加上供热负荷经过折线函数模块,然后减去给水流量经过60s惯性模块,乘以给水BTU系数得到的量,差值送入选择模块Pv2引脚,Pv1引脚值为0。当给水流量低于160t/h,选择模块输出为Pv1,否则为Pv2,然后输出再与PID模块的SP引脚连接,PID模块PV值为0,比例为0,积分为3600。PID的输出再经过一个折线函数模块即为给水BTU系数。
反馈给水指令逻辑中,过热度接PID的PV引脚;LDC经过5s的惯性模块,再经过折线函数模块,输出与MT_BIAS叠加,然后接PID的SP引脚;MT_FF(即PID偏置)接PID模块的Ff(即前馈偏置)引脚;在变负荷的值为TRUE和FALSE的情况下,PID模块的Xp和Ti分别对应不同的数值,均由负荷总指令经过折线函数模块计算得到,即比例和积分作用做变负荷下分段处理;Td引脚为0;PID输出的高低限HLOP和LLOP值分别为150和-150。
反馈给水指令逻辑中,MT_FF的计算方法为:左、右侧汽温反馈与设定相减,两侧偏差取大,然后送入两个不同的折线模块,输出分别接选择模块的Pv1引脚和Pv2引脚,选择条件为偏差是否大于0;第二个选择模块的选择条件是烟气再循环投入,Pv2引脚输入为0。烟气再循环风量经过惯性模块后分成3路,第一路减去第二路经过一个240s的惯性,然后经折线函数模块,与第三路经过一个折线函数模块相叠加,送入到Pv1引脚;两个选择模块的输出相减,即得到MT_FF。
前馈给水指令逻辑中,共包括四路前馈:第一路前馈是基础给水指令除以基础煤量,除以煤质校正系数,再乘以锅炉主控前馈;第二路前馈是LDC自身减去LDC经过一个90s的惯性模块,乘以系数3,再经过一个折线函数模块得到;第三路前馈是燃料主控前馈乘以3.2的系数,然后经过140s的惯性模块得到;第四路是压力设定减去主汽压力,然后分三路,第一路乘以1.1的系数,接折线函数模块,第二路减去第三路经过90s惯性模块的输出,结果与第一路相加。四路前馈相加后,再乘以一个由LDC经折线函数模块得到的系数,即为前馈给水指令。
基础给水指令、反馈给水指令和前馈给水指令相加,即总给水指令。
应该明白,公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好,应该理解,过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素,并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中,各种特征一起组合在单个的实施方案中,以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图,即,所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反,如所附的权利要求书所反映的那样,本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此,所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中,其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明,上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说;这些实施例的各种修改方式都是显而易见的,并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此,本公开并不限于本文给出的实施例,而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然,为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的,但是本领域普通技术人员应该认识到,各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此,本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”,该词的涵盖方式类似于术语“包括”。此外,使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,包括:
根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;
根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
2.如权利要求1所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,所述根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令,包括:
根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量;
根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数;
将所述基础给水流量除以所述当前的给水校正系数得到所述基础给水指令。
3.如权利要求2所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,所述根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量,包括:
根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷;
将所述基础总负荷输入给第一转换函数转换得到所述基础给水流量。
4.如权利要求2所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,所述根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数,包括:
将所述发电负荷和所述供热负荷相加得到发电供热负荷;
将所述发电供热负荷输入给第二转换函数得到预测给水流量;
将实际给水流量经第一惯性滤波得到惯性滤波后给水流量;
将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量;
将所述预测给水流量减去所述校正后给水流量得到给水流量差;
判断所述实际给水流量是否小于预设流量阈值;
如果所述实际给水流量小于预设流量阈值,则将第一PID流量差设置为0,否则将所述给水流量差作为第一PID流量差;
将所述第一PID流量差作为所述第一PID处理过程的设定值输入给第一PID处理过程,将所述第一PID处理过程的输出控制量输入给第三转换函数,并使用第三转换函数的输出值更新所述当前的给水校正系数;
其中,所述给水校正系数反馈值是在执行所述将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量步骤时,获取到的当前的给水校正系数;
其中,所述第一PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益和输出控制量。
5.如权利要求1所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,所述过热度相关信息包括过热度和过热度设定偏置;
所述主气温反馈及设定信息包括:左侧主汽温反馈、左侧主汽温设定、右侧主汽温反馈、右侧主汽温设定;
所述烟气再循环信息包括:烟气再循环风量和烟气再循环投入信息;
所述第二PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益、前馈偏置和输出控制量;
所述根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息确定反馈给水指令,包括:
将限幅限速后负荷指令经第二惯性滤波后得到第二滤波后限幅限速后负荷指令;
将所述第二滤波后限幅限速后负荷指令经第四转换函数转换得到预测过热度;
将所述预测过热度与所述过热度设定偏置相加,得到偏置后预测过热度;
将所述偏置后预测过热度作为第二PID处理过程的设定值输入给所述第二PID处理过程;
将所述过热度作为第二PID处理过程的当前采样值输入给所述第二PID处理过程;
将所述负荷总指令经第五转换函数得到第一比例参数;
将所述负荷总指令经第六转换函数得到第二比例参数;
将所述负荷总指令经第七转换函数得到第一积分参数;
将所述负荷总指令经第八转换函数得到第二积分参数;
根据所述变负荷信息判断是否是变负荷;
如果所述变负荷信息是变负荷,则将第一比例参数和第一积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;
如果所述变负荷信息不是变负荷,则将第二比例参数和第二积分参数分别作为PID比例参数和PID积分参数;
将PID比例参数和PID积分参数分别作为第二PID处理过程的比例增益和积分增益输入给所述第二PID处理过程;
将所述左侧主汽温反馈减去左侧主汽温设定得到左侧主汽温差值;
将所述右侧主汽温反馈减去右侧主汽温设定得到右侧主汽温差值;
比较所述左侧主汽温差值和所述右侧主汽温差值,将较大值作为主汽温差值;
将所述主汽温差值经第九转换函数得到第一预测过热度差初值;
将所述主汽温差值经第十转换函数得到第二预测过热度差初值;
判断所述主汽温差值是否大于零;
如果所述主汽温差值大于零,则将所述第一预测过热度差初值作为第一预测过热度差值,否则将所述第二预测过热度差初值作为第一预测过热度差值;
将烟气再循环风量经第三惯性滤波得到滤波后烟气再循环风量;
将所述滤波后烟气再循环风量经第四惯性滤波得到二次惯性滤波后烟气再循环风量;
将滤波后烟气再循环风量减去二次惯性滤波后烟气再循环风量得到的差值经第十一转换函数得到第三预测过热度差初值;
将所述滤波后烟气再循环风量经第十二转换函数得到第四预测过热度差初值;
将所述第三预测过热度差初值和所述第四预测过热度差初值相加得到第五预测过热度差初值;
判断烟气再循环投入信息是否为投入烟气再循环;
如果烟气再循环投入信息为投入烟气再循环,则将第五预测过热度差初值作为第二预测过热度差值;否则将0作为第二预测过热度差值;
将第一预测过热度差值减去第二预测过热度差值得到PID偏置;
将PID偏置输入给第二PID处理过程的前馈偏置;
将第二PID处理过程的输出控制量作为反馈给水指令。
6.如权利要求1所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制方法,其特征在于,所述煤量信息包括基础煤量和煤质校正系数;
所述主蒸汽压力信息包括:压力设定值和主汽压力;
所述根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令,包括:
使用基础给水指令依次除以基础煤量和煤质校正系数得到的商,再乘以锅炉主控前馈得到第一前馈给水指令初值;
限幅限速后负荷指令经第五惯性滤波得到滤波后限幅限速后负荷指令;
将限幅限速后负荷指令减去滤波后限幅限速后负荷指令得到的差值乘以第一比例系数,再将得到的乘积经第十三转换函数转换得到第二前馈给水指令初值;
将燃料主控前馈乘以第二比例系数,将得到的乘积经第六惯性滤波后得到第三前馈给水指令初值;
将压力设定值减去主汽压力得到压力差值;
将压力差值乘以第三比例系数,将得到的乘积经第十四转换函数得到压力差值转换值;
将压力差值经第六惯性滤波得到滤波后压力差值;
使用压力差值减去滤波后压力差值得到压力差值微分值;
将压力差值转换值加上压力差值微分值得到第四前馈给水指令初值;
将第一前馈给水指令初值、第二前馈给水指令初值、第三前馈给水指令初值和第四前馈给水指令初值求与运算得到第五前馈给水指令初值;
将限幅限速后负荷指令经第十五转换函数得到第六前馈给水指令初值;
将第五前馈给水指令初值和第六前馈给水指令初值相乘得到前馈给水指令。
7.一种循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,其特征在于,包括:
基础给水指令确定单元,用于根据一次调频指令、限幅限速后负荷指令、发电负荷、供热负荷和实际给水流量,基于第一PID处理过程,确定基础给水指令;
反馈给水指令确定单元,用于根据过热度相关信息、限幅限速后负荷指令、负荷总指令、变负荷信息、主气温反馈及设定信息、和烟气再循环信息,基于第二PID处理过程,确定反馈给水指令;
前馈给水指令确定单元,用于根据根据所述基础给水指令、煤量信息、限幅限速后负荷指令、主蒸汽压力信息、锅炉主控前馈和燃料主控前馈,确定前馈给水指令;
总给水指令确定单元,用于将所述基础给水指令、所述反馈给水指令和所述前馈给水指令求和得到总给水指令;
给水控制单元,用于根据总给水指令控制循环流化床机组深度调峰下的给水。
8.如权利要求7所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,其特征在于,所述基础给水指令确定单元,包括:
基础给水流量确定模块,用于根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础给水流量;
给水校正系数确定模块,用于根据发电负荷、供热负荷和实际给水流量基于第一PID处理过程确定当前的给水校正系数;
基础给水指令确定模块,用于将所述基础给水流量除以所述当前的给水校正系数得到所述基础给水指令。
9.如权利要求8所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,其特征在于,所述基础给水流量确定模块,包括:
基础总负荷确定模块,根据一次调频指令和限幅限速后负荷指令确定基础总负荷;
第一转换模块,用于将所述基础总负荷输入给第一转换函数转换得到所述基础给水流量。
10.如权利要求8所述的循环流化床机组深度调峰的给水控制装置,其特征在于,所述给水校正系数确定模块,包括:
第一求和模块,用于将所述发电负荷和所述供热负荷相加得到发电供热负荷;
第二转换模块,用于将所述发电供热负荷输入给第二转换函数得到预测给水流量;
第一惯性滤波模块,用于将实际给水流量经第一惯性滤波得到惯性滤波后给水流量;
第一乘法模块,用于将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量;
第一求差模块,用于将所述预测给水流量减去所述校正后给水流量得到给水流量差;
第一比较模块,用于判断所述实际给水流量是否小于预设流量阈值;
第一选择模块,用于如果所述实际给水流量小于预设流量阈值,则将第一PID流量差设置为0,否则将所述给水流量差作为第一PID流量差;
第一PID处理模块,用于将所述第一PID流量差作为所述第一PID处理过程的设定值输入给第一PID处理过程,得到所述第一PID处理过程的输出控制量;
第三转换模块,用于将所述第一PID处理过程的输出控制量输入给第三转换函数,并使用第三转换函数的输出值更新所述当前的给水校正系数;
其中,所述给水校正系数反馈值是在执行所述将所述惯性滤波后给水流量乘以给水校正系数反馈值得到校正后给水流量步骤时,获取到的当前的给水校正系数;
其中,所述第一PID处理过程包括:当前采样值、设定值、比例增益、积分增益、微分增益和输出控制量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310654261.4A CN116624858A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310654261.4A CN116624858A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116624858A true CN116624858A (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87613245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310654261.4A Pending CN116624858A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116624858A (zh) |
-
2023
- 2023-06-05 CN CN202310654261.4A patent/CN116624858A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0192245B1 (en) | Process controller having an adjustment system with two degrees of freedom | |
CN105180135B (zh) | 单元机组协调控制方法及系统 | |
US4319320A (en) | System and method for adaptive control of process | |
CN102606227B (zh) | 全周进汽汽轮机初压定值的多目标优化方法 | |
CN106919053A (zh) | 一种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统 | |
CN101436077B (zh) | 双向校正中间点温度和过热汽温的方法及其专用装置 | |
CN110376895B (zh) | 一种基于分层受限预测控制的火电机组协调控制方法 | |
KR0135586B1 (ko) | 프로세스제어방법 및 그 장치 | |
CN112650169A (zh) | 基于焓值及燃料在线热值计算的发电机组主参数控制系统 | |
CN111413865B (zh) | 一种扰动补偿的单回路过热汽温自抗扰控制方法 | |
CN107908103B (zh) | 一种基于汽轮机效率修正的协调控制系统热值校正方法 | |
CN115751276A (zh) | 一种燃气锅炉的控制系统 | |
CN113359442B (zh) | 一种煤水比控制方法及系统 | |
CN113885326A (zh) | 考虑前馈的基于设定值有效激励的闭环系统辨识方法 | |
CN113791587B (zh) | 流化床发电机组的协调控制方法、系统、存储介质和装置 | |
CN107589662B (zh) | 一种主汽压力调节方法及调节系统 | |
CN114326387A (zh) | 一种火电机组脱硝控制装置及控制方法 | |
CN116624858A (zh) | 一种循环流化床机组深度调峰的给水控制方法和装置 | |
CN216281315U (zh) | 一种双渣室燃煤机组主蒸汽温度优化控制装置 | |
CN108227476A (zh) | 一种agv小车的控制方法 | |
CN114646051A (zh) | 超临界火电机组湿态运行锅炉给水自动控制方法及系统 | |
CN112947048B (zh) | 一种多变量耦合控制系统的控制方法、系统及介质 | |
CN108332424A (zh) | 热水锅炉自动化控制方法 | |
CN111193275B (zh) | 一种发电机组提高一次调频动作效果的方法 | |
JPS63284603A (ja) | プロセスプラント制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |