CN207992830U - 一种凝结水一次调频优化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凝结水一次调频优化系统，包括最大值模块、第一函数模块、第一绝对值模块、比较判断模块、触发器、第一减法器、第二绝对值模块、第一积分器、速率限制模块、第二函数模块、第一选择器、第二积分器、第二选择器、第一PID调节器、第二减法器、第二PID调节器、第三选择器、上升沿触发器、3阶惯性模块、或门运算器。该系统操作下，高压调门节流损失可大幅度减少，AGC动作时充分利用了前120秒汽机回热系统的能量，补偿了以往机组热负荷严重滞后导致AGC性能不达标的缺陷，可靠性高、操作系统精巧、实时性好、安全性高。

Description

一种凝结水一次调频优化系统

技术领域

本实用新型涉及一种调频优化系统，具体涉及一种凝结水一次调频优化系统。

背景技术

现有技术利用机前压力节流余量，直接开启汽机调门，增加汽机功率，结合CCS控制达到AGC控制和快速负荷调整的目的，由于考虑到机组运行的经济性，一般节流都非常有限(3％以内)，这样导致机组升负荷前30秒很快，但30到120秒之间主汽压力下降太快，在CCS压力限制(控制)作用下功率不能保持上升甚至回调，即使CCS增加燃料增加足够，热量滞后一般也都在120～180秒以上，严重影响机组的实际AGC需要，导致机组AGC性能不合格，控制线性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种凝结水一次调频优化系统，该系统能够有效的解决AGC性能不合格的问题。

为达到上述目的，本实用新型所述的一种凝结水一次调频优化系统包括最大值模块、第一函数模块、第一绝对值模块、比较判断模块、触发器、第一减法器、第二绝对值模块、第一积分器、速率限制模块、第二函数模块、第一选择器、第二积分器、第二选择器、第一PID调节器、第二减法器、第二PID调节器、第三选择器、上升沿触发器、3阶惯性模块及或门运算器；

第一函数模块的输入端与DCS系统的输出端相连接，第一函数模块的输出端与第一绝对值模块的输入端及第一积分器的输入端相连接，第一绝对值模块的输出端与比较判断模块的输入端相连接，第一积分器的输出端经速率限制模块与第二调节器的输入端相连接，第二调节器的输出端与第一选择器的输入端及第二选择器的输入端相连接，比较判断模块的两个输出端分别与触发器的S引脚及R引脚相连接；

触发器的Q引脚与第一选择器的输入端相连接，第一选择器的输出端与第二积分器的输入端相连接，第二积分器的输出端及触发器的Q引脚与第二选择器的输入端相连接；

DCS系统的输出端与第三选择器的输入端、上升沿触发器的输入端及第二PID调节器的输入端相连接，第三选择器的输出端与3阶惯性模块的输入端相连接，上升沿触发器的输出端与或门运算器的输入端相连接，3阶惯性模块的输出端、或门运算器的输出端及第二减法器的输出端均与第一PID调节器的输入端相连接，第一PID调节器的输出端及第二选择器的输出端与第二减法器的输入端相连接，第二PID调节器的输入端与第一减法器的输出端及DCS系统的输出端相连接，第二PID调节器的输出端经最大值模块与DCS系统的输入端相连接；

DCS系统的输出端与第一减法器的输入端相连接，第一减法器的输出端与第二绝对值模块的输入端相连接，第二绝对值模块的输出端与比较判断模块的输入端相连接。

还包括水系统极限参数预测评估模块，其中，水系统极限参数预测评估模块与DCS系统输出端相连接。

还包括用于放宽凝结水前期升速率的控制器，所述控制器与触发器的Q引脚相连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种凝结水一次调频优化系统在具体工作时，根据凝结水流量与功率之间的关系，在机组安全能保证的前提下，采用凝结水流量积分“增量”调节的策略，大幅减少高压调门节流损失，AGC动作时充分利用了前120秒汽机回热系统的能量，补偿了以往机组热负荷严重滞后导致AGC性能不达标的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为最大值模块、2为第一函数模块、3为第一绝对值模块、4为比较判断模块、5为触发器、6为第一减法器、7为第二绝对值模块、8为第一积分器、9为速率限制模块、10为第二函数模块、11为第一选择器、12为第二积分器、13为第二选择器、14为第一PID调节器、15为第二减法器、16为第二PID调节器、17为第三选择器、18为上升沿触发器、19为3阶惯性模块、20为或门运算器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

本实用新型所述的凝结水一次调频优化系统包括最大值模块1、第一函数模块2、第一绝对值模块3、比较判断模块4、触发器5、第一减法器6、第二绝对值模块7、第一积分器8、速率限制模块9、第二函数模块10、第一选择器11、第二积分器12、第二选择器13、第一PID调节器14、第二减法器15、第二PID调节器16、第三选择器17、上升沿触发器18、3阶惯性模块19及或门运算器20；第一函数模块2的输入端与DCS系统的输出端相连接，第一函数模块2的输出端与第一绝对值模块3的输入端及第一积分器8的输入端相连接，第一绝对值模块3的输出端与比较判断模块4的输入端相连接，第一积分器8的输出端经速率限制模块9与第二调节器10的输入端相连接，第二调节器10的输出端与第一选择器11的输入端及第二选择器13的输入端相连接，比较判断模块4的两个输出端分别与触发器5的S引脚及R引脚相连接；触发器5的Q引脚与第一选择器11的输入端相连接，第一选择器11的输出端与第二积分器12的输入端相连接，第二积分器12的输出端及触发器5的Q引脚与第二选择器13的输入端相连接；DCS系统的输出端与第三选择器17的输入端、上升沿触发器18的输入端及第二PID调节器16的输入端相连接，第三选择器17的输出端与3阶惯性模块19的输入端相连接，上升沿触发器18的输出端与或门运算器20的输入端相连接，3阶惯性模块19的输出端、或门运算器20的输出端及第二减法器15的输出端均与第一PID调节器14的输入端相连接，第一PID调节器14的输出端及第二选择器13的输出端与第二减法器15的输入端相连接，第二PID调节器16的输入端与第一减法器15的输出端及DCS系统的输出端相连接，第二PID调节器16的输出端经最大值模块1与DCS系统的输入端相连接；DCS系统的输出端与第一减法器6的输入端相连接，第一减法器6的输出端与第二绝对值模块7的输入端相连接，第二绝对值模块7的输出端与比较判断模块4的输入端相连接。

本实用新型还包括水系统极限参数预测评估模块，其中，水系统极限参数预测评估模块与DCS系统输出端相连接；本实用新型还包括用于放宽凝结水前期升速率的控制器，所述控制器与触发器5的Q引脚相连接。图1中，DPC1为DCS系统输出的调频投入，CDF01为凝结水流量，DF001为频差信号。

本实用新型的具体操作过程为：

DCS系统输出的AGC功率经第一调节模块2限制在可控范围内，然后进入到第一积分器6中进行积分处理、速率限制模块9进行速率限制，然而再在第二调节器中根据功率与流量的关系转换为凝结水流量的需求信息，第二调节器将所述凝结水流量的需求信息经第二选择器13及第二减法器15后进入到第二PID调节器16中，从而实现按预测功率变化速率通过凝结水流量调节的控制，得到实际稳定的流量动作量。第二PID调节器16的输出数据经最大值模块1处理后，输入到DCS系统，即可通过DCS系统对凝结水的流量进行控制。其中，最大值模块1用于防止控制过程中流量过小，在此过程中，当第一积分器8输出过快时，则通过速率限制模块9实现第一积分器8“暂停”，达到输出平稳的目的。

锅炉能量平衡动态评估模块可以实现将锅炉实际煤量的积算与正常煤量需求的积算进行比较，并通过常规惯性函数软件模拟锅炉煤在锅炉中的燃烧特性，完成整个控制的安全边界预测。当锅炉的实际热负荷量超过实际汽轮机负荷需求时，这时如果有富裕锅炉热量，则通过第一选择器11和第二选择器13的切换控制，再经第二积分器12进行运算，输出反向变化，逐步释放刚才被减少的回热分量。同时，机组继续增加负荷，达到一次调频规定或AGC要求的后续负荷控制目标后，机组达到另一个稳定工况运行，最终达到一次调频的规定或AGC要求；否则，根据能量平衡预估结果，如果不能完成，则系统将第二积分器12临时处于保持HOLD状态，以便等待锅炉实际能量满足负荷需要。

控制过程要求系统恢复凝结水流量的速度小于减少其流量时的速度，用第二积分器12实现恢复过程，以不影响升负荷的速度需要为前提，恢复过程由第二积分器12控制以及前馈控制相结合实现，以简化复杂控制带来的不良耦合。

作为一次调频的凝结水变频调节期间，为了系统安全，设有水系统预测评估模块，通过累积凝结水变化部分的流量，对比该流量与除氧器水位及热井水位的积分关系，评估凝结水流量控制下限等边界条件，以及防止凝结水流量小于最小值、凝汽器高水位及除氧器低水位等影响机组安全运行的条件。如果发生超出边界的情况，则评估模块输出逻辑可终止控制过程，直接通过第一选择器11、第二选择器13及第三选择器17，实现反向回复过程，最终出于稳态，等待下次触发条件。

本实用新型根据凝结水流量变化与功率之间的关系，在保证机组安全的前提下，通过第一积分器8及第二积分器12实现凝结水流量的积分增量，再结合第一PID调节器14及第二PID调节器16实现凝结水一次调频的优化控制。

Claims (3)

1.一种凝结水一次调频优化系统，其特征在于，包括最大值模块(1)、第一函数模块(2)、第一绝对值模块(3)、比较判断模块(4)、触发器(5)、第一减法器(6)、第二绝对值模块(7)、第一积分器(8)、速率限制模块(9)、第二函数模块(10)、第一选择器(11)、第二积分器(12)、第二选择器(13)、第一PID调节器(14)、第二减法器(15)、第二PID调节器(16)、第三选择器(17)、上升沿触发器(18)、3阶惯性模块(19)及或门运算器(20)；

第一函数模块(2)的输入端与DCS系统的输出端相连接，第一函数模块(2)的输出端与第一绝对值模块(3)的输入端及第一积分器(8)的输入端相连接，第一绝对值模块(3)的输出端与比较判断模块(4)的输入端相连接，第一积分器(8)的输出端经速率限制模块(9)与第二函数模块(10)的输入端相连接，第二函数模块(10)的输出端与第一选择器(11)的输入端及第二选择器(13)的输入端相连接，比较判断模块(4)的两个输出端分别与触发器(5)的S引脚及R引脚相连接；

触发器(5)的Q引脚与第一选择器(11)的输入端相连接，第一选择器(11)的输出端与第二积分器(12)的输入端相连接，第二积分器(12)的输出端及触发器(5)的Q引脚与第二选择器(13)的输入端相连接；

DCS系统的输出端与第三选择器(17)的输入端、上升沿触发器(18)的输入端及第二PID调节器(16)的输入端相连接，第三选择器(17)的输出端与3阶惯性模块(19)的输入端相连接，上升沿触发器(18)的输出端与或门运算器(20)的输入端相连接，3阶惯性模块(19)的输出端、或门运算器(20)的输出端及第二减法器(15)的输出端均与第一PID调节器(14)的输入端相连接，第一PID调节器(14)的输出端及第二选择器(13)的输出端与第二减法器(15)的输入端相连接，第二PID调节器(16)的输入端与第一减法器(6)的输出端及DCS系统的输出端相连接，第二PID调节器(16)的输出端经最大值模块(1)与DCS系统的输入端相连接；

DCS系统的输出端与第一减法器(6)的输入端相连接，第一减法器(6)的输出端与第二绝对值模块(7)的输入端相连接，第二绝对值模块(7)的输出端与比较判断模块(4)的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的凝结水一次调频优化系统，其特征在于，还包括水系统极限参数预测评估模块，其中，水系统极限参数预测评估模块与DCS系统输出端相连接。

3.根据权利要求1所述的凝结水一次调频优化系统，其特征在于，还包括用于放宽凝结水前期升速率的控制器，所述控制器与触发器(5)的Q引脚相连接。