DE3632041C2

DE3632041C2 -

Info

Publication number: DE3632041C2
Application number: DE19863632041
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.-Ing. 6945 Hirschberg De Sindelar
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1986-09-20
Publication date: 1989-05-24
Also published as: DE3632041A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerkblocks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the Performance of a steam power plant block according to the generic term of claim 1 and a device for Execution of the procedure.

Aus der Veröffentlichung "Leistungsregelung im Verbundnetz, heutiges Verhalten der Wirkleistungsregelung und zukünftige Anforderungen", Deutsche Verbundgesellschaft e. V., Heidelberg, November 1980, (Druckschrift 1) sind Anforderungen an Kraftwerksblöcke bekannt, die sich an der Primärregelung im Verbundnetz beteiligen. Zu diesen Anforderungen gehört z. B. eine bestimmte Leistungsreserve eines Kraftwerkblocks und ein zeitlicher Verlauf für die Aktivierung dieser Reserve. In Fig. 1 sind diese Anforderungen für fossil gefeuerte Kraftwerksblöcke dargestellt. Danach ist eine Leistungsreserve Δ P von mindestens 5% der Nennleistung P _N vorzusehen, wovon mindestens die Hälfte innerhalb einer Zeit t von 5 s und die gesamte Reserve innerhalb von 30 s zur Verfügung stehen muß. From the publication "Power regulation in the network, current behavior of the active power control and future requirements", Deutsche Verbundgesellschaft e. V., Heidelberg, November 1980, (publication 1), requirements for power plant units are known which participate in the primary control in the network. These requirements include B. a certain power reserve of a power plant block and a time course for the activation of this reserve. In Fig. 1, these requirements are shown for fossil-fired power plant units. According to this, a power reserve Δ P of at least 5% of the nominal power P _{N is to be} provided, of which at least half must be available within a time t of 5 s and the entire reserve within 30 s.

Mit Rücksicht auf die Stabilität des elektrischen Ver sorgungsnetzes sowie auf die Stabilität der Dampferzeugung soll der Verlauf der Blockleistungserhöhung streng monoton oder zumindest monoton sein. In Fig. 2 sind drei typische Verläufe für die Blockleistungserhöhung angegeben. Die Kurve I zeigt einen nichtmonotonen Verlauf der Leistungserhöhung, der typisch ist für eine Leistungserhöhung nach bekannten Verfahren zur Leistungsregelung. Dabei nimmt die Blockleistung zunächst zu, fällt dann für einige Zeit ab, um dann schließlich wieder anzusteigen. Die Ursache für einen solchen unerwünschten Verlauf liegt darin, daß bei einer sprunghaften Erhöhung der Solleistung das zuvor angedrosselte Turbineneinlaßventil sofort ganz geöffnet wird, der damit frei werdende Energie vorrat im Kessel jedoch nicht ausreicht den Zeitraum zu überbrücken bis einer erhöhte Brennstoffzufuhr zu einer ausreichenden Leistungserhöhung führt. Die Kurve II zeigt einen monotonen Anstieg, wobei zwar die Leistung nicht ständig ansteigt, aber nie abnimmt, und Kurve III zeigt eine in Hinblick auf die Netzstabilität wünschenswerte Kurve für den Leistungsanstieg mit streng monotonem, also ständig steigendem Verlauf bis der neue Sollzustand erreicht ist.With regard to the stability of the electrical supply network and the stability of the steam generation, the course of the block power increase should be strictly monotonous or at least monotonous. In FIG. 2 three typical curves are given for the block power increase. Curve I shows a non-monotonous course of the power increase, which is typical for a power increase according to known methods for power regulation. The block output initially increases, then drops for a while and then increases again. The cause of such an undesirable course is that if the setpoint power suddenly increases, the previously throttled turbine inlet valve is immediately opened completely, but the energy thus released in the boiler is not sufficient to bridge the period until an increased fuel supply leads to a sufficient increase in output . Curve II shows a monotonous increase, although the power does not increase continuously, but never decreases, and curve III shows a curve that is desirable in terms of network stability for the power increase with a strictly monotonous, i.e. continuously increasing, curve until the new desired state is reached.

Aus der Zeitschrift "VGB Kraftwerkstechnik", Heft 8, Aug. 1982, Seite 656 bis 665 (Druckschrift 2) ist ein Konzept für eine Blockregelung mit Frequenzstützung bei der Betriebsart "natürlicher Gleitdruck" bekannt geworden, bei dem die elektrische Leistung über die Dampferzeugung geregelt wird und über den Turbinenregler das Dampfeinlaßventil vor der Turbine (Turbineneinlaßventil) geöffnet bzw. gedrosselt wird. Bei gezielten Leistungs änderungen durch Verstellung des Grundsollwerts der Blockleistung oder bei Beheizungsstörungen soll sich danach der Block wie bei der Betriebsart "natürlicher Gleitdruck" verhalten. Bei einer Frequenzabweichung hingegen, wird bei zunächst gedrosselter Stellung des Turbinen einlaßventils die Speicherwirkung des Dampferzeugers über eine Regelung der Ventilöffnung ohne Verzögerung in Anpruch genommen, so daß die Verzugszeit des Dampferzeugers überbrückt wird. Allerdings ist dieses Verfahren nur ausschließlich für die Betriebsweise "Kessel führt, Turbine folgt" bestimmt. Der Leistungsregler wirkt dabei auf den Brennstoff und nicht auf das Turbinen einlaßventil, der den wesentlich schnelleren Stelleingriff des Kraftwerksblockes darstellt. Darüber hinaus ist bei diesem Verfahren nicht gewährleistet, daß die Leistungserhöhung mindestens monoton verläuft, wenn die Androsselung plötzlich in vollem Umfang aufgehoben wird.From the magazine "VGB Kraftwerkstechnik", Issue 8, Aug. 1982, pages 656 to 665 (reference 2) is a Concept for a block control with frequency support become known in the "natural sliding pressure" mode, where the electrical power is generated by steam is regulated and that via the turbine controller Steam inlet valve in front of the turbine (turbine inlet valve) is opened or throttled. With targeted performance Changes by adjusting the basic setpoint of the Block output or in the event of heating malfunctions then the block as in the "natural" mode Sliding pressure "behavior. In the case of a frequency deviation, however, is at initially throttled position of the turbines inlet valve the storage effect of the steam generator by regulating the valve opening without delay taken in, so that the delay time of Steam generator is bridged. However, this is Procedure only for the mode of operation "Boiler leads, turbine follows" determined. The power regulator acts on the fuel and not on the turbines inlet valve, which makes the control intervention much faster represents the power plant block. Furthermore is not guaranteed with this procedure, that the increase in performance is at least monotonous, when the throttling suddenly abolished in full becomes.

Aus der europäischen Anmeldung 0 100 532 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der Leistung eines Kraftwerkblocke bekannt, die eine schnelle Reaktion des Kraftwerkblocks auf eine plötzliche Änderung dieser Leistung ermöglichen sollen. Dies wird durch eine Regelung der Blockleistung über einen Stelleingriff in die primäre Energiezufuhr des Dampferzeugers und mit Hilfe eines Korrektursignals erreicht, das auf die Vordruck- Regelung und damit indirekt auf die Stellung des Turbineneinlaßventils einwirkt. Mit diesem Verfahren ist nur die Betriebsweise "Kessel führt, Turbine folgt" möglich. Ansonsten wird hier die Androsselung nur indirekt und grob über den Drucksollwert eingestellt. Die Folge ist entweder eine mangelhafte dynamische Leistungreserve oder eine unnötig beeinträchtigte Wirtschaftlichkeit. Bei geforderten Leistungserhöhungen, die größer sind, als der gegebenen Androsselung entspricht, ist kein monotoner Verlauf der Leistungsänderung gewährleistet. A process is known from European application 0 100 532 and a device for regulating the output of a power plant block known to have a quick response of the power plant block to a sudden change to enable this service. This is done by a Control of the block power via an intervention in the primary energy supply of the steam generator and with Achieved with the help of a correction signal which is based on the Regulation and thus indirectly on the position of the Turbine inlet valve acts. With this procedure is only the operating mode "boiler leads, turbine follows" possible. Otherwise, throttling is only indirect here and set roughly above the pressure setpoint. The consequence is either a poor dynamic power reserve or an unnecessarily impaired economy. In the case of required performance increases that are larger, than the given throttling is not a monotonous one Guaranteed course of the change in performance.

Schließlich ist aus der DE-OS 33 04 292 ein Verfahren zum Ausregeln von Netzfrequenzeinbrüchen bei einem gleitdruckbetriebenen Dampfkraftwerkblock bekannt, bei dem bei plötzlichen Belastungen der Turbine ein Nieder druckvorwärmerstrang ausgeschaltet wird. Mit dieser Maßnahme kann kurzzeitig eine Leistungserhöhung erzielt werden; allerdings müssen Niederdruckvorwärmer in der Anlage vorhanden sein. Das Verfahren ist zwar für die Betriebsweise "Turbine führt, Kessel folgt" bestimmt, jedoch ist auch mit der dort angegebenen Steuerung und Regelung nicht ein mindestens monotoner Verlauf der Leistungserhöhung sichergestellt.Finally, DE-OS 33 04 292 is a method to correct network frequency dips in one sliding pressure powered steam power plant block known a low when the turbine is suddenly loaded preheater line is switched off. With this measure can temporarily increase performance will; however, low pressure preheaters in the Plant. The procedure is for Operating mode "turbine leads, boiler follows" determines, however, is also with the control and specified there Regulation is not an at least monotonous course of the Increased performance ensured.

Ausgehend von dem der Druckschrift 2 zu entnehmenden Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches es ermöglicht, sowohl bei der Betriebsweise "Turbine führt, Kessel folgt" als auch bei "Kessel führt, Turbine folgt", die DVG-Netzanforderungen einzuhalten, einen nichtmonotonen Leistungsanstieg zu vermeiden, wenn die Androsselung plötzlich ganz aufgehoben wird und gleichzeitig den Kraftwerksblock mit minimalen Wärmeverlusten zu betreiben. Außerdem soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.Starting from that to be found in document 2 State of the art is the present invention Task based on a method of the aforementioned Specify the type that allows both the Operating mode "turbine leads, boiler follows" as well "Boiler leads, turbine follows", the DVG network requirements to adhere to a non-monotonous increase in performance avoid if the throttling suddenly abolished entirely and at the same time the power plant block with minimal Operate heat losses. In addition, one Means specified for performing the procedure will.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This task is carried out in a method according to the generic term of claim 1 by its characterizing features solved. Advantageous refinements of the method and a device for performing the method are specified in further claims.

Vorteile des Verfahrens sind hauptsächlich darin zu sehen, daß vor einer plötzlichen Erhöhung des Sollwertes der Blockleistung ein durch eine direkt geregelte Androsselung des Turbineneinlaßventils gegebener Energie vorrat erfaßt und optimal zur Leistungserhöhung eingesetzt wird. Optimal bedeutet hierbei, daß zwar ein rascher Leistungsanstieg herbeigeführt wird, jedoch nur in einem solchen Umfang, daß der Energievorrat ausreicht, den Zeitraum zu überbrücken - und zwar ohne einen vorüber gehenden Leistungsrückgang - bis aufgrund der erhöhten Brennstoffzufuhr eine vorgegebene Dauer-Leistungserhöhung gegeben ist. Diese Vorgehensweise führt zu einer Minimierung der Brennstoffkosten für die erforderliche Leistungsvorhaltung, da erstens der Energievorrat eindeutig und nur nach Bedarf durch die Androsselung eingestellt wird und zweitens dieser rationell, d. h. zum mindestens monotonen Leistungsanstieg eingesetzt wird. Der mindestens monotone Leistungsanstieg trägt wesentlich zur Stabilisierung des Versorgungsnetzes bei.The main advantages of the process are that that before a sudden increase in the set point the block power by a directly regulated Throttling the turbine intake valve given energy inventory recorded and optimally used to increase performance becomes. Optimal here means that a quicker one Performance increase is brought about, but only in to such an extent that the energy reserve is sufficient, to bridge the period - without passing one going decline in performance - up due to the increased Fuel supply a predetermined continuous output increase given is. This procedure leads to a Minimize fuel costs for the required Provision of performance, firstly because the energy reserve is clear and set only as required by throttling and secondly, this rational, d. H. at least monotonous increase in performance is used. The at least monotonous performance increase contributes significantly to stabilize the supply network.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird durch Bildung von Kompensationssignalen für den Leistungs-, Stellungs- und Druckregler erreicht, daß diese Regler bei einer Leistungserhöhung aufgrund einer Frequenzabsenkung im Netz oder bei einer Änderung des Leistungs-Sollwertes weitgehend inaktiv bleiben. Das bedeutet, daß Brennstoff- und Androsselungsänderungen vorwiegend gesteuert durchgeführt werden und von den Reglern nur eine Feinregelung vorgenommen wird. Das gleiche Prinzip gilt auch für die Wiederherstellung der Androsselung nach der oben erwähnten Leistungserhöhung. Auch während einer solchen Wiederherstellung der Androsselung bleiben die Regler weitgehend inaktiv.According to an advantageous embodiment of the method is generated by generating compensation signals for the Power, position and pressure regulators achieve that these controllers when there is an increase in output due to a Frequency reduction in the network or when the Power setpoints remain largely inactive. The means that fuel and throttling changes are mainly carried out in a controlled manner and by the Controllers only fine adjustment is made. The same principle applies to the restoration of the Throttling after the performance increase mentioned above. Even during such a restoration of throttling the controllers remain largely inactive.

Bezüglich der Dampfdruckregelung bestehen alternative Möglichkeiten. Eine Regelung des Druckes am Ausgang des Verdampfers führt zu einer schnellen Ausregelung bei Beheizungsstörungen. Dagegen wird vom Betriebspersonal im allgemeinen eine Regelung des Dampfdruckes vor der Turbine bevorzugt. Alternatives exist with regard to steam pressure control Opportunities. A regulation of the pressure at the outlet of the Evaporator leads to quick regulation Heating problems. In contrast, the operating staff generally a regulation of the vapor pressure before the Turbine preferred.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird erreicht, daß ohne Schaltungsänderung auch im natürlichen Gleitdruck betrieb eine schnell wirkende Regelung gegeben ist.According to an advantageous embodiment, that without changing the circuit even in natural sliding pressure operation a fast-acting regulation is given.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand von Aus führungsbeispielen und der Zeichnung. Daraus sind weitere Vorteile der Erfindung zu entnehmen.The description of the invention is based on Aus examples and the drawing. There are more To take advantage of the invention.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 Anforderungen der Deutschen Verbundgesellschaft e. V. an die Leistungsreserve eines Kraftwerkblocks und den zeitlichen Verlauf für die Aktivierung der Reserve, Fig. 1 requirements of the Deutsche Verbundgesellschaft e. V. the power reserve of a power plant unit and the time course for the activation of the reserve,

Fig. 2 typische Verläufe für eine Blockleistungs erhöhung, FIG. 2 shows typical curves for a block performance increase,

Fig. 3 Prinzipschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Blockfahrweise "Turbine führt, Kessel folgt",A device for carrying out the method according to the invention, block operation "leads turbine, boiler follows" Fig. 3 shows a schematic diagram,

Fig. 4 Blockschema zu der in Fig. 3 als Prinzipschaltbild dargestellten Einrichtung, Fig. 4 is a block diagram to that of Fig device shown as a schematic diagram. 3

Fig. 4a Detaildarstellung eines in Fig. 4 dargestellten Funktionsbildners für einen vorgegebenen Leistungssollwert, FIG. 4a detailed representation of a function generator illustrated in FIG. 4 for a predetermined power setpoint value,

Fig. 5 Filtereinrichtung für schnelle Änderungen der Netzfrequenz, Fig. 5 filter device for rapid changes in grid frequency,

Fig. 6a-c Leistungsverlauf bei einer sprunghaften Erhöhung der Leistungsvorgabe, Fig. 6a-c power profile after a sudden increase in the power setpoint,

Fig. 7, 8, 10 Schaltungsvarianten zu Teilen des in Fig. 4 dargestellten Blockschemas, Fig. 7, 8, 10, circuit variants to parts of the block diagram shown in Fig. 4,

Fig. 9 Blockschema zu einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Blockfahrweise "Kessel führt, Turbine folgt". Fig. 9 block diagram of a device for performing the method according to the invention, block mode "boiler leads, turbine follows".

Im Prinzipbild gemäß Fig. 3 ist mit 1 ein Kraftwerksblock bezeichnet, der durch die dargestellte Einrichtung zur Steuerung und Regelung geführt wird. Als Regler sind ein Leistungsregler 2, ein Stellungsregler 3 und ein Dampfdruckregler 4 vorgesehen. Der Leistungsregler 2 regelt eine vom Kraftwerksblock 1 abgegebene elektrische Leistung P. Zwischen der auch als Blockleistung bezeichneten Leistung P und einem Ansteuersignal Y für die Stellung des Turbineneinlaßventils (im folgenden kurz Ventilstellung Y genannt), besteht bei einem konstanten Frischdampfdruck im stationären Zustand eine lineare Beziehung. Das Signal Ventilstellung Y ist als gemeinsames Ansteuersignal für im allgemeinen mehrere parallel oder in Reihe geschaltete Ventile anzusehen. Es ist außerdem zu beachten, daß das mit Ventilstellung Y bezeichnete Ansteuersignal wegen des nichtlinearen Verhaltens der Turbineneinlaßventile nicht identisch ist mit der tatsächlichen Ventilstellung. Mit dem Stellungsregler 3 wird das Ansteuersignal Ventilstellung Y geregelt. Durch den Druckregler 4 wird der Brennstoffmassenstrom _B beeinflußt. Jede Änderung des Brennstoffmassenstromes _B muß zwangsläufig mit Änderungen von Luftmassen- und Speisewasserstrom begleitet werden. Dies geschieht nach Regelschaltungen, die hier als bekannt angesehen werden. Daher wird der Vereinfachung halber auf die Darstellung dieser zwei - neben dem Brennstoffmassenstrom _B und Ventilstellung Y - weiteren Stelleingriffe des Kraftwerks 1 in Fig. 3 - sowie auch weiterhin - verzichtet. Der Dampfdruck p _K kann entweder hinter dem Kessel verdampfer oder hinter dem Kessel bzw. vor der Turbine entnommen (gemessen) werden.In principle according toFig. 3 is with1 a power plant block designated by the device shown for control and regulation. As a regulator a power regulator2nd, a positioner3rd and a Steam pressure regulator4th intended. The power regulator2nd regulates one from the power plant block1 delivered electrical powerP. Between those also known as block power powerP and a drive signalY for the Position of the turbine inlet valve (hereinafter briefly Valve positionY called), exists at a constant Live steam pressure is linear in steady state Relationship. The valve position signalY is as a common Control signal for generally several in parallel or to see valves connected in series. It is also note that the valve positionY designated Control signal due to the non-linear behavior the turbine inlet valves is not identical to the actual valve position. With the positioner 3rd the valve position control signalY regulated. Through the pressure regulator4th becomes the fuel mass flow _B influenced. Every change in the fuel mass flow _B must necessarily with changes in air mass and Feed water flow are accompanied. This happens after Control circuits that are considered to be known here. Therefore, for the sake of simplicity, on the illustration these two - in addition to the fuel mass flow _B and Valve positionY - Further intervention by the power plant 1 inFig. 3 - and continue to do so. The vapor pressurep _K can either be behind the boiler evaporator or removed behind the boiler or in front of the turbine (measured).

Weiterhin ist ein koordinierendes Prozeßmodell 5 vorgesehen, das das dynamische Verhalten des Prozesses nachbildet und unter anderem einen durch die Ventilstellung Y, d. h. durch Androsselung ε gegebenen Energievorrat rationell zur Leistungserhöhung einsetzt, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Mit Androsselung ε bezeichnet man die Differenz zwischen der ganz geöffneten Ventilstellung Y _max und der tatsächlichen Ventil stellung Y. Furthermore, a coordinating process model 5 is provided, which simulates the dynamic behavior of the process and, among other things , uses an energy supply given by the valve position Y, ie by throttling ε , rationally to increase the power, as will be explained in more detail below. Throttling ε denotes the difference between the fully open valve position Y _max and the actual valve position Y.

Auf Eingänge E 1 und E 2 des Prozeßmodells 5 werden Leistungssollwerte P _SK bzw. P _ST gegeben. Diese Leistungs sollwerte werden durch Addition eines von einem Leistungs sollwertsteller 6 abgegebenen Leistungssollwertes P _S und einer Leistungs-Sollwertkomponente P _f1 bzw. P _f2 an einer ersten Führungsgrößenadditionsstelle 7 bzw. an einer zweiten Führungsgrößenadditionsstelle 32 gebildet. Die Leistungs-Sollwertkomponenten P _f1 und P _f2 werden durch Bewertung einer Abweichung Δ f der Netzfrequenz f von einer Sollfrequenz f₀ gebildet, wie weiter unten im Rahmen der Beschreibung der Fig. 4 näher erläutert wird.Power setpoints P _SK and P _{ST are} given to inputs E 1 and E 2 of process model 5 . These power command values by adding an output from a power set point adjuster 6 power reference value P _S and a power set value component P _{f 1} and P _{f 2} is formed on a first reference variable summing point 7 and at a second reference input summing point 32nd The power setpoint components P _{f 1} and P _{f 2} are formed by evaluating a deviation Δ f of the mains frequency f from a set frequency f ₀, as will be explained in more detail below in the description of FIG. 4.

Mit Hilfe des im Prozeßmodell 5 nachgebildeten stationären und dynamischen Verhaltens des Kraftwerksblocks 1 werden beispielsweise bei einer plötzlichen Erhöhung des Leistungssollwertes P _S Steuersignale B, S gebildet für die Dampferzeugung durch Brennstoffzufuhr und für die Aus- und Einspeicherung der Energie im Kessel durch Aufhebung bzw. teilweise Aufhebung der Androsselung ε des Turbineneinlaßventils. Das über einen Ausgang A 1 des Prozeßmodells 5 ausgegebene Brennstoff-Steuersignal B nimmt über eine Brennstoffwerteadditionsstelle 8 Einfluß auf den Brennstoffmassenstrom _B. Das über einen Ausgang A 2 des Prozeßmodells 5 ausgegebene Ventil-Steuersignal S wirkt über eine erste Stellwerteadditionsstelle 9 direkt steuernd auf die Ventilstellung Y des Turbineneinlaßventils. With the help of in the process model5 replicated stationary and dynamic behavior of the power plant block1 For example, if there is a sudden increase in Power setpointsP _S Control signalsB, S made for the steam generation by fuel supply and for the Storage and storage of energy in the boiler by lifting or partial cancellation of throttlingε of Turbine inlet valve. That through an exitA 1 of Process model5 issued fuel control signalB takes over a fuel value addition8th Influence on the fuel mass flow _B. That through an exit A 2nd of the process model5 Valve control signal outputS acts via a first manipulated variable addition point9 directly controlling the valve positionY of the turbine inlet valve.

Leistungsänderungen, z. B. sprunghafte Erhöhungen führen zu einer gesteuerten Anpassung der möglichen Ausspeicherung von Energie durch Änderung der Ventilstellung Y und zu einer möglichst schnellen gesteuerten Erhöhung der Dampferzeugung. Dazu werden für einen gegebenen Sollverlauf der Leistung P die ermittelten Steuersignale S, B auf die jeweiligen Stellgrößen Y, _B, des Kraftwerkblocks 1 und zugleich als Kompensationssignale ein vorgegebener Leistungssollwert P _Sa an den Leistungsregler 2, ein Ventilstellungs-Kompensationssignal S _a an den Stellungsregler 3 und ein Drucksollwert-Signal D an den Druckregler 4 gegeben. Dabei ist das Ventilstellungs- Kompensationssignal S _a identisch mit dem Ventil- Steuersignal S und der zeitliche Verlauf ist gleich mit der korrespondierenden Regelgröße Ventilstellung Y; der vorgegebene Leistungssollwert P _Sa und das Drucksollwert signal D haben etwa den gleichen zeitlichen Verlauf wie die korrespondierenden Regelgrößen Leistung P bzw. Dampfdruck p _K. Die korrespondierenden Regelgrößen P, p _K und Y sind die dynamische Antwort auf das Brennstoff steuersignal B und das Ventilsteuersignal S.Performance changes, e.g. B. sudden increases lead to a controlled adaptation of the possible energy storage by changing the valve position Y and to a controlled increase in steam generation as quickly as possible. For this purpose, the power P for a given target course of the determined control signals S, B to the respective manipulated variables Y, _B, of the power unit 1 and at the same time as compensation signals a predetermined power setpoint P _Sa to the power controller 2, a valve position compensation signal S _a to the positioner 3 and a pressure setpoint signal D is given to the pressure regulator 4 . The valve position compensation signal S _{a is} identical to the valve control signal S and the time profile is the same as the corresponding control variable valve position Y; the predetermined power setpoint P _Sa and the pressure setpoint signal D have approximately the same time profile as the corresponding control variables power P and vapor pressure p _K. The corresponding control variables P, p _K and Y are the dynamic response to the fuel control signal B and the valve control signal S.

Auf eine zweite Stellwerteadditionsstelle 10 ist ein von einem Ventilstellungssollwertgeber 11 abgegebener Ventil stellungssollwert Y _S geführt, auf den die Ventilstellung Y nach jeder Leistungsänderung ausgeregelt wird.A second control values summing point 10 a discharged from a valve position setpoint generator 11 valve is desired position value Y _S out, to which the valve position Y is adjusted after each change in performance.

Vor dem Dampfdruckregler 4 ist eine Druckwerteadditionsstelle 12 angeordnet, auf die der Ausgang des Stellungsreglers 3 als Korrektursignal geführt ist - dessen Ausgangssignal sich bei der gesteuerten Leistungsänderung praktisch nicht ändert -, ein z. B. vor dem Turbinen einlaßventil gemessenes Dampfdrucksignal p _K mit negativem Vorzeichen und das vom Prozeßmodell 5 am Ausgang A 3 abgegebenes Drucksollwertsignal D. Damit wird erreicht, daß auch der Druckregler 4 während des Steuervorgangs im wesentlichen inaktiv bleibt. Before the steam pressure regulator 4 , a pressure value addition point 12 is arranged, to which the output of the positioner 3 is guided as a correction signal - the output signal of which practically does not change during the controlled power change - a z. B. in front of the turbine inlet valve measured vapor pressure signal p _K with a negative sign and the pressure setpoint signal D emitted by the process model 5 at the output A 3. This ensures that the pressure regulator 4 remains essentially inactive during the control process.

Die am Ausgang des Kraftwerksblocks 1 gemessene elektrische Leistung P ist mit negativem Vorzeichen auf eine Leistungswerteadditionsstelle 13 vor dem Eingang des Leistungsreglers 2 geführt. Auf diese Additionsstelle 13 ist außerdem der vorgegebene Leistungssollwert P _Sa als Kompensationssignal geführt, der vom Prozeßmodell 5 am Ausgang A 4 abgegeben wird. Der zeitliche Verlauf des vorgegebenen Leistungssollwertes P _Sa stellt den zu realisierenden Istleistungsverlauf durch die Steuersignale S und B dar. Dadurch bleibt die Regelabweichung des Leistungsregelers 2 praktisch Null.The electrical power P measured at the output of the power plant block 1 is led with a negative sign to a power value addition point 13 before the input of the power regulator 2 . The predetermined power setpoint P _Sa is also fed to this addition point 13 as a compensation signal, which is output by the process model 5 at the output A 4 . The time profile of the predetermined power setpoint P _Sa represents the actual power profile to be realized by the control signals S and B. As a result, the control deviation of the power controller 2 remains practically zero.

Mit der in Fig. 3 als Prinzipbild dargestellten Anordnung wird also erreicht, daß bei einer plötzlichen, z. B. sprunghaften Erhöhung des Leistungssollwertes P _S die Regler 2, 3, 4 weitgehend inaktiv bleiben. Die erforderliche Änderung der Androsselung e und der Brennstoffzufuhr wird hauptsächlich gesteuert herbeigeführt. Die Bildung der dafür erforderlichen Steuer- und Korrektursignale, nämlich B, S, D, P _Sa, erfolgt koordiniert im Prozeßmodell 5. Koordiniert wird so, daß ein vorgegebener streng monotoner, mindestens jedoch ein monotoner Übergang auf eine höhere elektrische Leistung erreicht wird.With the arrangement shown in Fig. 3 as a block diagram is thus achieved that in a sudden, for. B. abrupt increase in the power setpoint P _S, the controllers 2, 3, 4 remain largely inactive. The required change in the throttling e and the fuel supply is mainly brought about in a controlled manner. The formation of the necessary control and correction signals, namely B, S, D, P _Sa , takes place in a coordinated manner in process model 5 . Coordination is carried out in such a way that a predetermined strictly monotonous, or at least one monotonous, transition to a higher electrical output is achieved.

Um die Ventilstellung Y auf einen Sollwert regeln zu können, ist als Stellungsregler 3 ein PI-Regler, also ein Regler mit einem I-Kanal notwendig. Die Regelstrecke für den Stellungsregler 3 besteht aus dem Kraftwerksblocks 1 (technologische Regelstrecke) und dem geschlossenen Leistungs-Regelkreis mit dem Leistungsregler 2 mit PI-Verhalten. Sie ist ohne Ausgleich. Durch die Anordnung des Dampfdruckreglers 4 als untergeordnetem Regler, erhält diese Regelstrecke das P-Verhalten. In order to be able to control the valve position Y to a setpoint, a PI controller, that is, a controller with an I channel, is required as the position controller 3 . The controlled system for the positioner 3 consists of the power plant block 1 (technological controlled system) and the closed power control loop with the power controller 2 with PI behavior. It is without compensation. By arranging the steam pressure regulator 4 as a subordinate regulator, this controlled system receives the P behavior.

Mit diesem Regelkonzept wird erreicht, daß die gewünschte Androsselung ε nicht nur indirekt und daher grob durch den gelieferten Drucksollwert D und den Druckregeler 4 eingestellt wird, sondern auch direkt und daher genau durch den Stellungsregler 3. Im Ergebnis wird sowohl die elektrische Leistung P als auch die Androsselung ε auf deren Sollwerte stabil geregelt.This control concept ensures that the desired throttling ε is set not only indirectly and therefore roughly by the pressure setpoint D supplied and the pressure regulator 4 , but also directly and therefore precisely by the positioner 3 . As a result, both the electrical power P and the throttling ε are stably regulated to their setpoints.

Mit der dargestellten Regelstruktur wird sowohl modifizierter Gleitdruckbetrieb (dabei ist das Turbineneinlaßventil angedrosselt) als auch - ohne jede Schaltungsänderung - natürlicher Gleitdruckbetrieb gefahren.With the rule structure shown is both modified Sliding pressure operation (where is the turbine inlet valve throttled) as well - without any change of circuit - natural sliding pressure operation.

Fig. 4 zeigt ein Blockschema zu der bereits in Fig. 3 als vereinfachtes Prinzipschaltbild dargestellten Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Aus dem Blockschema sind weitere Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Die Beziehung von Schaltungsteilen, die bereits in Fig. 3 dargestellt sind, stimmt überein, so daß im wesentlichen nur die zusätzlich dargestellten Schaltungsteile zu erläutern sind. FIG. 4 shows a block diagram of the device for carrying out the method according to the invention, which is already shown in FIG. 3 as a simplified basic circuit diagram. Further details of the invention can be found in the block diagram. The relationship of circuit parts which are already shown in FIG. 3 is the same, so that essentially only the additional circuit parts shown are to be explained.

Wie bereits zum Prinzipschaltbild Fig. 3 ausgeführt, sind als Führungsgrößen der Leistungssollwert P _S und von der Netzfrequenzabweichung abhängige Leistungs-Sollwertkomponenten P _f1 und P _f2 vorgesehen, wobei die erste Leistungs-Sollwertkomponente P _f1 Änderungen einer Netzfrequenz abweichung in einem ersten Frequenzbereich, der durch die Dampfturbine übertragbar ist, berücksichtigt und die zweite Leistungs-Sollwertkomponente P _f2 nur niederfrequente Änderungen in einem zweiten Frequenzbereich, der durch den Dampferzeuger übertragbar ist, berücksichtigt. Die Leistungs-Sollwertkomponenten P _f1 und P _f2 werden in Filtereinrichtungen 14, 15 gebildet, denen eine Frequenzabweichung Δ f zugeführt ist. Der Frequenz abweichung Δ f stellt die Differenz einer gemessenen Netzfrequenz f zu einer Sollfrequenz f₀ (50 Hz) dar. Dem Signal "Frequenzabweichung" Δ f ist ein Rauschsignal überlagert, das in den Filtern 14, 15, die im Prinzip beispielsweise ein PT 1-Verhalten (Proportionalglied mit Verzögerungsglied erster Ordnung) haben, ausgefiltert wird. Solche Filter für das Netzsignal sind aus dem Stand der Technik bekannt. Allerdings behalten die nach dem Stand der Technik bekannten Filter auch im Falle eines Netzfrequenzeinbruchs ihr PT 1-Verhalten prinzipiell bei. Es wird dann lediglich die Zeitkonstante T geändert, z. B. um eine Größenordnung verkleinert. Die Filter anwort weist ein PT 1-Verhalten auf. Ein Netzfrequenz einbruch wird mit expontiellem Verlauf von Δ f, also mit einem am Anfang rampenformähnlichen Absenken charakterisiert. Den gleichen Verlauf weisen auch die Leistungssollwertkomponenten P _ST und P _SK auf. Mit einem derartigen Verlauf der Sollwertkomponente P _f läßt sich jedoch die bereits vorhandene dynamische Eigenschaft des Kraftwerkblocks, die durch die PT 1-Leistungs-Sprungsantwort charakterisiert wird, nicht in vollem Umfang ausnutzen.As already explained for the basic circuit diagram in FIG. 3, the power setpoint P _S and power setpoint components P _{f 1} and P _{f 2} dependent on the line frequency deviation are provided as reference variables, the first power setpoint component P _{f 1} changing a line frequency deviation in a first frequency range , which is transferable by the steam turbine, is taken into account and the second power setpoint component P _{f 2} only takes into account low-frequency changes in a second frequency range, which is transferable by the steam generator. The power setpoint components P _{f 1} and P _{f 2} are formed in filter devices 14, 15 , to which a frequency deviation Δ f is supplied. The frequency deviation Δ f represents the difference between a measured network frequency f and a nominal frequency f ₀ (50 Hz). The signal “frequency deviation” Δ f is superimposed on a noise signal which is in the filters 14, 15 , which in principle, for example, is a PT 1 -Have behavior (proportional element with delay element of the first order) is filtered out. Such filters for the network signal are known from the prior art. However, the filters known according to the prior art basically retain their PT 1 behavior even in the event of a mains frequency dip . Then only the time constant T is changed, e.g. B. reduced by an order of magnitude. The filter response has a PT 1 behavior. A drop in the mains frequency is characterized by an exponential course of Δ f , that is to say a decrease in the shape of a ramp at the beginning. The power setpoint _components P _ST and P _SK have the same course. With such a course of the setpoint component P _f , however, the already existing dynamic property of the power plant block, which is characterized by the PT 1 power step response, cannot be fully exploited.

Zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens bei einer sprunghaften Netzfrequenzverringerung wird deshalb bei der in Fig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung als Filter 15 zur Bildung der Sollwertkomponente P _f1 eine nichtlineare adaptive Filtereinrichtung vorgesehen, die in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Diese Filter einrichtung 15 zeichnet sich dadurch aus, daß ihr Verhalten beim Netzfrequenzeinbruch vom PT 1-Verhalten zu einem PDT 1-Verhalten wechselt. Die in Fig. 5 dargestellte Filtereinrichtung 15 enthält dazu eine Detektoreinrichtung 15.1 zur Erkennung eines Frequenzeinbruchs und zur Veranlassung der Änderung der Funktion des Filters 15.2 vom einem PT 1-Verhalten a zu einem PD-Verhalten b. Erst wenn ein neuer Beharrungszustand erreicht ist, wird wieder das PT 1-Verhalten a wirksam. Mit der in dem Filter 15 gebildeten Sollwertkomponente P _f1 kann die mit der nachstehend beschriebenen in Fig. 4 dargestellten Einrichtung gegebene Dynamik des Kraftwerksblocks in vollem Umfang zur Primärfrequenzregelung eingesetzt werden.In order to improve the dynamic behavior in the event of a sudden reduction in the mains frequency, a nonlinear adaptive filter device is therefore provided in the arrangement according to the invention shown in FIG. 4 as a filter 15 for forming the setpoint component P _{f 1} , which is shown schematically in FIG. 5. This filter device 15 is characterized in that its behavior in the event of a drop in the mains frequency changes from the PT 1 behavior to a PDT 1 behavior. The filter device 15 shown in FIG. 5 contains a detector device 15.1 for detecting a frequency dip and for causing the function of the filter 15.2 to change from a PT 1 behavior a to a PD behavior b. Only when a new steady state is reached does the PT 1 behavior a take effect again. With the setpoint component P _{f 1} formed in the filter 15 , the dynamics of the power plant block given with the device described below in FIG. 4 can be used in full for the primary frequency control.

Die erste Leistungssollwertkomponente P _f1 ist der Führungs größen-Additionsstelle 7 mit negativem Vorzeichen zugeführt, an der die Komponente P _f1 zu dem vom Sollwertsteller 6 abgegebenen Leistungssollwert P _S addiert wird, wodurch ein Leistungssollwert für die Turbine P _ST entsteht, der dem Eingang E 2 des Prozeßmodells 5 zugeführt ist.The first power setpoint component P _{f 1} of the guide sizes addition site 7 is supplied with a negative sign, to which the component P _{f 1} is added to the output by the setpoint generator 6 power setpoint P _S, whereby a power set point for the turbine P _ST is produced which the input E 2 of the process model 5 is supplied.

Die zweite Leistungskomponente P _f2 ist der zweiten Führungs größen-Additionsstelle 32 mit negativem Vorzeichen zugeführt und wird dort zum Leistungssollwert P _S addiert. Es entsteht ein Leistungssollwert für den Kessel P _SK, der auf den Eingang E 1 des Prozeßmodells 5 geführt ist.The second power component P _{f 2} is supplied to the second reference variable addition point 32 with a negative sign and is added there to the power setpoint P _S. The result is a power setpoint for the boiler P _SK , which is fed to the input E 1 of the process model 5.

Die weitere Beschreibung der Fig. 4 erfolgt anhand einer Funktionserläuterung. Dazu wird ein Betriebsfall aufgewählt, bei dem ein fiktiver Netzfrequenzeinbruch eintritt, wodurch ein gleich großer Sprung bei dem Leistungs sollwert für die Turbine P _ST und bei dem Leistungssollwert für den Kessel P _SK angenommen wird.The further description of FIG. 4 is based on a functional explanation. For this purpose, an operating case is selected in which a fictitious drop in the mains frequency occurs, whereby an equally large jump in the power setpoint for the turbine P _ST and in the power setpoint for the boiler P _{SK is} assumed.

Durch die sprunghafte Änderung des Leistungssollwertes für den Kessel P _SK wird der Sollwert für den Brennstoff massenstrom _B gesteuert verändert. Dies geschieht dadurch, daß der Wert P _SK vom Eingang E 1 des Prozeßmodells 5 auf einen fünften Funktionsbildner 33 geführt ist. Mit Funktionsbildner ist hier jeweils ein Block oder Glied mit dynamischen Verhalten bezeichnet. Der Ausgang des fünften Funktionsbildners 33 ist über eine fünfzehnte Additionsstelle 35 als Brennstoff-Steuersignal B auf den Ausgang A 1 des Prozeßmodells 5 und von dort über die Brennstoffwerteadditionsstelle 8 dem Kraftwerksblock 1 zugeführt. Im Ergebnis wird durch die geänderte Vorgabe des Massenstroms _B die thermische Leistung des Kessels im Kraftwerksblock 1 erhöht. Der Funktionsbildner 33 sorgt für einen gewissen Vorhalt, für die beschleunigte Leistungserhöhung.Due to the sudden change in the power setpoint for the boilerP _SK becomes the target value for the fuel mass flow _B controlled changed. This happens because that the valueP _SK from the entranceE 1 of the process model 5 to a fifth function builder33 is led. With The function builder here is a block or link referred to as dynamic behavior. The exit of the fifth function builder33 is over a fifteenth Addition point35 as a fuel control signalB on the exitA 1 of process model 5 and from there on Fuel value addition point8th the power plant block1 fed. The result is changed by the default of the mass flow _B the thermal output of the boiler in the power plant block1 elevated. The function builder33 provides a certain amount of advance, for the accelerated Performance increase.

Der Ausgang des Funktionsbildners 33 ist außerdem parallel auf einen zweiten Funktionsbildner 22 und einen vierten Funktionsbildner 30 geführt.The output of the function generator 33 is also routed in parallel to a second function generator 22 and a fourth function generator 30 .

Der zweite Funktionsbildner 22 bildet den zeitlichen Verlauf der brennstoffabhängigen Leistungen P _B nach, der die Antwort auf die Änderung des Leistungssollwertes P _SK bzw. auf die des dadurch geänderten Sollwertes für den Brennstoff B ist.The second function generator 22 simulates the time profile of the fuel-dependent powers P _B , which is the response to the change in the power target value P _SK or to the resultant change in the target value for the fuel B.

Durch die sprunghafte Änderung des Leistungssollwertes für die Turbine P _ST wird im Ergebnis die Stellung Y der Turbinenventile - mit dem gleichen Vorzeichen - gesteuert verstellt.As a result of the sudden change in the power setpoint for the turbine P _ST , the position Y of the turbine valves is adjusted in a controlled manner - with the same sign.

Um die Funktionsweise des Prozeßmodells 5 im Hinblick auf die Behandlung des Leistungssollwertes P _ST erläutern zu können, wird an dieser Stelle eine Beschreibung der Fig. 6 a-6 c eingeschoben. In Fig. 6 a ist eine sprunghafte Erhöhung des Leistungssollwertes P _S* um einen Betrag Δ P _S* dargestellt Mit P _S* ist ein Leistungs sollwert bezeichnet, der für den Kessel und die Turbine in gleicher Weise gilt, also P _S* = P _SK = P _ST. In order to be able to explain the functioning of the process model 5 with regard to the treatment of the power setpoint P _ST , a description of FIGS. 6 a-6 c is inserted at this point. In Fig. 6 a is a sudden increase of the power set value P _S * * represented by an amount Δ P _S with P _s * is designated target value, a power, which is considered for the boiler and the turbine in the same manner, so P _S * = P _SK = P _ST .

Fig. 6 b zeigt einen vom Prozeßmodell 5 vorgegebenen Verlauf der Blockleistung P als Antwort auf die Erhöhung des Leistungssollwertes P _S*. Dabei handelt es sich in Fig. 6 b um einen Fall, in dem eine ausreichend große Androsselung ε gegeben ist, um einen streng monotonen Gesamtverlauf der Blockleistung P in einem Zeitbereich t₀ bis t₂ realisieren zu können. Zum Zeitpunkt t₀ erfolgt die sprunghafte Änderung des Sollwertes P _S*. Zum Zeitpunkt t₂ ist der erhöhte Betrag der Blockleistung P erreicht, der auch weiterhin bleibt. Ohne Einsatz des durch Androsselung e vorhandenen Energievorrates würde sich die Blockleistung P entsprechend etwa dem Verlauf der brennstoffabhängigen Leistung P _B ändern. Das Prozeßmodell 5 ermittelt den zu erwartenden Verlauf der brennstoff abhängigen Leistung P _B und berechnet eine Differenz leistung, die die androsselungsabhängige Leistung P _ε = P-Δ P _B ist und die durch Änderung der Androsselungs änderung Δ P der Gesamtleistung P sich im Zeitbereich t₀ bis t₂ zu jedem Zeitpunkt aus einem brennstoff abhängigen Leistungszuwachs Δ P _B und einer androsselungs abhängigen Leistung P _ε zusammensetzt. Fig. 6b shows a predetermined process model from 5 course of the block power P in response to the increase in the power setpoint P _S *. This is in Fig. 6 b is a case where a sufficiently large throttling ε is given to a strictly monotonic overall course of the block power P in a time domain t ₀ to t ₂ to be able to realize. At time t ₀ the setpoint P _S * changes abruptly. At the time t ₂ the increased amount of the block power P is reached, which remains. Without the use of the existing energy through throttling e is depleted, the block power P would change corresponding approximately to the course of the fuel-dependent power P _B. The process model 5 determines the expected course of the fuel-dependent power P _B and calculates a differential power, which is the throttling-dependent power P _ε = P - Δ P _B and which changes the throttling change Δ P of the total power P in the time range t ₀ to t ₂ at any time is composed of a fuel-dependent power increase Δ P _B and a throttling-dependent power P _ε .

In Fig. 6 c ist ein Fall dargestellt, in dem eine vorhandene Androsselung ε₁ nicht ausreicht für die gewünschte Amplitude Δ P _S* eines vorgegebenen streng monotonen Verlaufs der Blockleistung P, sondern lediglich für einen monotonen Verlauf P₁ der Blockleistung. Dabei wird der ganze durch die Androsselung ε gegebene Energie vorrat für einen streng monotonen Leistungsverlauf in einem Anfangsbereich t₀ bis t₁ eingesetzt. Im Anfangsbereich t₀ bis t wird die realisierende androsselungsabhängige Leistung P _ε1 als Leistungsdifferenz zwischen einem vorgegebenen Leistungsverlauf P₁ und der brennstoff abhängigen Leistung P _B ermittelt. Zum Zeitpunkt t1 ist der Energievorrat durch die Androsselung ε₁ aufgebraucht und der Gesamtverlauf P₁ der Blockleistung folgt dem Verlauf der brennstoffabhängigen Leistung P _B. Zur Vorgabe des Verlaufs P₁ der Blockleistung im Anfangs bereich t₀ bis t₁ wird gegenüber dem vorherigen Fall eine reduzierte Blockleistungserhöhung Δ P _S₁* zugrundegelegt.In Fig. 6 c, a case is shown in which an existing throttling ε ₁ is not sufficient for the desired amplitude Δ P _S * of a predetermined strictly monotonous course of the block power P, but only for a monotonic course P ₁ of the block power. The entire energy supply given by the throttling ε is used for a strictly monotonous power curve in an initial range t ₀ to t ₁. In the initial range t ₀ to t , the realizing throttling-dependent power P _{ε 1 is determined} as the power difference between a predetermined power curve P ₁ and the fuel-dependent power P _B. At time t 1, the energy supply is used up by throttling ε ₁ and the total curve P ₁ of the block power follows the curve of the fuel-dependent power P _B. To specify the course P ₁ of the block power in the initial area t ₀ to t ₁ compared to the previous case, a reduced block power increase Δ P _{S ₁} * is used as a basis.

Die Beschreibung der Fig. 4 wird fortgesetzt. Der Leistungs sollwert für eine Turbine P _St ist vom Eingang E 2 des Prozeßmodells 5 auf den Eingang eines Leistungsamplituden begrenzers 16 geführt. Dort wird geprüft, ob ein in einem nachgeschalteten Funktionsbildner 19 eingestellter bzw. vorgegebener streng monotoner Ist-Blockleitungsverlauf mit der vorliegenden Androsselung (beispielsweise ε₁) realisierbar ist. Es wird nur ein Teil der Amplitude der zu realisierenden Erhöhung des Leistungs- Sollwertes P _ST durch den Leistungsamplitudenbegrenzer 16 und über den Funktionsbildner 19 zu der achten Additionsstelle 20 durchgelassen, d. h. der Verlauf P _V, der durch die vorhandene Androsselung ε₁ bei dem vorhandenen Verlauf der brennstoffabhängigen Leistung P _B als dynamische Antwort auf das Brennstoffsteuersignal B, realisiert werden kann.The description of FIG. 4 continues. The power setpoint for a turbine P _St is guided from the input E 2 of the process model 5 to the input of a power amplitude limiter 16 . There it is checked whether a strictly monotonous actual block line course set or predefined in a downstream function generator 19 can be realized with the existing throttling (for example ε ₁). Only part of the amplitude of the increase in the desired power value P _ST to be realized is passed through the power amplitude limiter 16 and via the function generator 19 to the eighth addition point 20 , ie the profile P _V caused by the existing throttling ε ₁ in the existing profile the fuel-dependent power P _B as a dynamic response to the fuel control signal B can be realized.

Es wird zunächst der Fall betrachtet, in dem die ganze Amplitide der Erhöhung des Leistungssollwertes P _ST (bzw. P _SK, da P _ST = P _SK) mit der vorhandenen Androsselung ε als ein streng monotoner Anstieg der abgegebenen Blockleistung P, dessen Verlauf durch die Einstellung des dynamischen Verhaltens des ersten Funktionsbildners 19 bestimmt ist, realisierbar ist. Vom Ausgangssignal P _V des ersten Funktionsbildners 19 wird an der achten Additionsstelle 20 die brennstoffabhängige Leistung P _B subtrahiert, so daß die androsselungsabhängige Leistung P _e entsteht, der aus dem Energievorrat durch Änderung der Androsselung ε gedeckt werden muß. Das Ausgangssignal P _ε der achten Additionsstelle 20 ist einem Leistung/- Weg-Umsetzer 21 zugeführt, der das Ventilsteuersignal S bildet und auf den Ausgang A 2 des Prozeßmodells 5 gibt. Das Ventilsteuersignal S ist über die neunte Additionsstelle 23 zur ersten Stellwerte-Additionsstelle 9 geführt, wird dort zum Ausgangssignal des Leistungsreglers 2 addiert, wodurch das Ansteuersignal Y für die Stellung des Turbineneinlaßventils entsteht, das über ein zweites Auswahlglied 24 zu den Turbineneinlaßventilen als ein Stellsignal des Kraftwerkblocks 1 zugeführt ist. Die Ventilstellung wird durch das Ansteuersignal Y geändert und seine Auswirkung auf die abgegebene Blockleistung P einem dreizehnten Funktionsbildner 62 nachgebildet. Eine auf diese Weise gewonnene Leistungskomponente ergibt zusammen mit der brennstoffabhängigen Leistung P _B den vorgegebenen Leistungssollwert P _Sa am Ausgang A 4 des Prozeß modells 5. An der Leistungswerteadditionsstelle 13 wird vom vorgegebenen Leistungssollwert P _Sa die Block leistung P subtrahiert, die vom Kraftwerksblock 1 über eine sechszente Additionsstelle 27 zur Leistungswerte additionsstelle 13 geführt ist. Das Ausgangssignal an der Leistungswerteadditionsstelle 13, das dem Leistungsregler 2 zugeführt ist, ist damit praktisch Null, so daß der Leistungsregler 2 nur kleine Regelabweichungen ausregelt.First, the case is considered in which the entire amplitude of the increase in the power setpoint P _ST (or P _SK , since P _ST = P _SK ) with the existing throttling ε is a strictly monotonous increase in the output block power P, the course of which Setting the dynamic behavior of the first function builder 19 is determined, can be implemented. From the output signal _V P of the first function generator 19, the fuel-dependent power P _B is applied to the eighth summing point 20 subtracts so that the androsselungsabhängige power P _e is produced which must be covered by the energy supply by changing the throttling ε. The output signal P _{ε of} the eighth addition point 20 is fed to a power / distance converter 21 , which forms the valve control signal S and outputs it to the output A 2 of the process model 5. The valve control signal S is passed via the ninth addition point 23 to the first manipulated value addition point 9 , where it is added to the output signal of the power controller 2 , as a result of which the control signal Y for the position of the turbine inlet valve arises, which is sent via a second selector element 24 to the turbine inlet valves as an actuating signal Power plant blocks 1 is supplied. The valve position is changed by the control signal Y and its effect on the delivered block power P is simulated by a thirteenth function generator 62 . A power component obtained in this way, together with the fuel-dependent power P _B, gives the predetermined power setpoint P _Sa at the output A 4 of the process model 5. At the power value addition point 13 , the block power P is subtracted from the predetermined power setpoint P _Sa, which is generated by the power plant block 1 via a sixth addition point 27 to the performance values addition point 13 is performed. The output signal at the power value addition point 13 , which is fed to the power controller 2 , is thus practically zero, so that the power controller 2 compensates for only small control deviations.

An dieser Stelle ist nachstehende Beschreibung der Fig. 4 a eingefügt, die Ausführungsdetails zum dreizehnten Funktionsbildner 62 wiedergibt. Mit der angegebenen Schaltung wird erreicht, daß die Regler 2, 3, 4 nicht nur beim Aufheben der Androsselung ε, sondern auch bei ihrem Wiederherstellen während des gesamten Steuervorganges zur Leistungsänderung des Kraftwerkblockes so weit wie möglich inaktiv bleiben. At this point, the following description of FIG. 4 a is inserted, which details the details of the thirteenth function generator 62 . With the circuit indicated it is achieved that the controllers 2, 3, 4 remain as inactive as possible , not only when the throttling ε is removed, but also when they are restored during the entire control process for changing the power of the power plant block.

Aus der Schaltung gemäß Fig. 4 a geht hervor, daß das Signal vorgegebener Leistungssollwert P _Sa das Ausgangssignal eines zweiten Auswahlgliedes 52 ist, zu dem als Eingangssignale Signale d₁ und d₂ geführt sind.From the circuit of FIG. 4 a shows that the signal of predetermined power setpoint P _Sa the output signal of a second selection member 52, are guided to the D as input signals signals ₁ and d ₂.

Das Signal d₁ setzt sich zusammen aus dem Signal d₁ und einem Ausgangssignal d₃ eines ersten Auswahlgliedes 34 durch eine einundzwanzigste Additionsstelle 53.The signal d ₁ is composed of the signal d ₁ and an output signal d ₃ of a first selection element 34 by a twenty-first addition point 53 .

Das Signal i₂ setzt sich zusammen aus der brennstoff abhängigen Leistung P _B und einem Ausgangssignal i₃ eines fünften Auswahlgliedes 56 durch eine zweiundzwanzigste Additionsstelle 55.The signal i ₂ is composed of the fuel-dependent power P _B and an output signal i ₃ of a fifth selection element 56 by a twenty-second addition point 55 .

Die Antwort einer elektrischen Leistung P _{ε a} auf den Zeitverlauf des Steuersignals S wird durch einen vierzehnten Funktionsbildner 59 nun genau nachgebildet. Das heißt die Übertragungsfunktion F _PY des Bildners 59 ist identisch mit dem Stellverhalten der Regelstrecke "Blockleistung P/Ventilhub Y". Die Leistungskomponente P _{ε a} wird neben Signalen d₄, i₄ zu den Auswahlgliedern 34 und 56 geführt.The response of an electrical power P _{ε a} to the time profile of the control signal S is now exactly simulated by a fourteenth function generator 59 . This means that the transfer function F _{PY of} the generator 59 is identical to the control behavior of the controlled system "block power P / valve lift Y" . In addition to signals d ₄, i ₄, the power component P _{ε a} is led to the selection elements 34 and 56 .

Die Signale d₄ und i₄ sind Ausgangssignale eines ersten stationären Funktionsbildners 57 und eines zweiten stationären Funktionsbildners 58, zu denen das Steuersignal S geführt ist.The signals d ₄ and i ₄ are output signals of a first stationary function generator 57 and a second stationary function generator 58 , to which the control signal S is led.

Das Signal d₄ ist Null bei positivem Steuersignal S und d₄ wird stark negativ, wenn das Steuersignal S negativ wird.The signal d ₄ is zero with a positive control signal S and d ₄ becomes strongly negative when the control signal S becomes negative.

Das Signal i₄ ist Null bei negativem Steuersignal S und i₄ wird stark positiv, wenn das Steuersignal S positiv wird. The signal i ₄ is zero with a negative control signal S and i ₄ becomes strongly positive when the control signal S becomes positive.

Es wird nun in der zweiten Beschreibung der Fig. 4 und 4 a zu dem betrachteten Fall einer sprungförmigen Leistungs erhöhung zurückgekehrt.It is now returned in the second description of FIGS. 4 and 4 a to the considered case of a sudden increase in performance.

Das positiv werdende Steuersignal S wird auf die beschriebene Weise in das Signal P _{ε a} genau umgewandelt, das durch das fünfte Auswahlglied 56 als Signal i₃ durchgelassen wird. Das durch das zweiundzwanzigste Additionsglied 55 entstehende Signal i₂ wird nun größer als das Signal P _B. Das Signal i₂ wird daher durch das dritte Auswahlglied 54 und letztendlich auch durch das zweite Auswahlglied 52, da die Signale d₁ und d₂ identisch sind (d₂ = Null), als vorgegebener Leistungssollwert P _Sa zum Leistungsregler 2 durchgelassen.The positive control signal S is converted in the manner described in the signal P _{ε a} , which is passed through the fifth selector 56 as signal i ₃. The signal i ₂ resulting from the twenty-second adder 55 now becomes larger than the signal P _B. The signal i ₂ is therefore passed through the third selector 54 and ultimately also by the second selector 52 , since the signals d ₁ and d ₂ are identical ( d ₂ = zero), as a predetermined power setpoint P _Sa to the power controller 2 .

Bei der Wiederherstellung der Androsselung ε _s bleibt der vorgegebene Leistungssollwert P _Sa auch beim immer weniger positiv werdenden Steuersignal S von ihm unbe einflußt.When the throttling ε _s is restored, the predetermined power setpoint P _Sa remains unaffected by it even when the control signal S becomes less and less positive.

Obwohl das Signal P _{ε a} hierbei negativ wird, wird das Ausgangssignal d₁ des dritten Auswahlgliedes 54 identisch mit dem Signal brennstoffabhängiger Leistungsanteil P _B. Da wiederum die Signale d₁ und d₂ identisch (stets während des Regelvorganges "Leistungserhöhung") sind, bestimmt dieses Signal auch weiterhin das bereits erreichte Signal P _Sa.Although the signal P _{ε a} becomes negative here, the output signal d ₁ of the third selection element 54 becomes identical to the signal fuel-dependent power component P _B. Since again the signals d ₁ and d ₂ are identical (always during the control process "power increase"), this signal continues to determine the signal P _Sa already reached.

Bei der Leistungsreduzierung läuft der Regelvorgang analog zu dem Fall Leistungserhöhung ab. Die Funktionen der Auswahlglieder 56 und 34 werden hierbei gegenseitig ausgetauscht.In the case of power reduction, the control process proceeds analogously to the case of power increase. The functions of the selection elements 56 and 34 are mutually exchanged.

An der zweiten Stellwerte-Additionsstelle 10 in Fig. 4 vor dem Eingang des Stellungsreglers 3 wird das Ansteuersignal Ventilstellung Y, das vom Ausgang der ersten Stellwerteadditionsstelle 9 kommt, vom Ventilsteuersignal S und dem vom Ventilstellungssollwertsteller 11 kommenden Ventilsteuersollwert Y _S subtrahiert, so daß der Stellungsregler 3 während des beschriebenen Steuerungs vorgangs inaktiv bleibt. Mit Hilfe des Ventilstellungs sollwertstellers 11 kann das Ansteuersignal Ventilstellung Y und damit die Androsselung ε willkürlich eingestellt werden.At the second manipulated value addition point 10 in FIG. 4 before the input of the positioner 3 , the control signal valve position Y, which comes from the output of the first manipulated value addition point 9, is subtracted from the valve control signal S and the valve control setpoint Y _S coming from the valve position setpoint adjuster 11 , so that the positioner 3 remains inactive during the control process described. With the help of the valve position setpoint adjuster 11 , the control signal valve position Y and thus the throttling ε can be set arbitrarily.

Um auch den Druckregler 4 während des Steuervorgangs inaktiv zu halten, wird das Drucksollwertsignal D vom Ausgang A 3 des Prozeßmodells 5 auf den Eingang des Druckreglers 4 geschaltet, das etwa den gleichen zeitlichen Verlauf hat wie das Dampfdrucksignal p _K. Die Ausschaltung des Signals D erfolgt durch Addition mit dem Ausgangssignal des Stellungsreglers 3 an eine dreizehnten Additionsstelle 31, von deren Ausgangssignal an der Druckwerteadditionsstelle 12 das vom Kraftwerkblock 1 kommende Dampfdrucksignal p _K subtrahiert wird. Der Ausgang der Additionsstelle 12 ist auf den Eingang des Druckreglers 4 geführt. Zur Bildung des Drucksollwertsignals D sind im Prozeßmodell 5 ein dritter Funktionsbildner 28 und der vierte Funktionsbildner 30 vorgesehen. Auf den dritten Funktionsbildner 28 ist vom Ausgang des Leistungs/Weg-Umsetzer 21 das Ventilsteuersignal S über eine elfte Additionsstelle 26 geführt. Der dritte Funktions bildner 28 bildet die Auswirkung der Ventilstellungs änderung auf den Dampfdruck nach und der vierte Funktionsbildner 30 die Auswirkung von Brennstoff und - exakt betrachtet - auch ihm angepaßtem Speisewasser, Luft und Einspritzwasser. An einer zwölften Additionsstelle 29 wird das Ausgangssignal des dritten Funktionsbildners 28 vom Ausgangssignal des vierten Funktionsbildners 30 subtrahiert und der Ausgang der zwölften Additionsstelle 29 ist auf den Ausgang A 3 des Prozeß modells 5 geführt. In order to also keep the pressure regulator 4 inactive during the control process, the pressure setpoint signal D is switched from the output A 3 of the process model 5 to the input of the pressure regulator 4 , which has approximately the same time profile as the steam pressure signal p _K. The signal D is switched off by addition with the output signal of the positioner 3 to a thirteenth addition point 31 , from whose output signal at the pressure value addition point 12 the steam pressure signal p _K coming from the power station block 1 is subtracted. The output of the addition point 12 is routed to the input of the pressure regulator 4 . A third function generator 28 and the fourth function generator 30 are provided in the process model 5 to form the pressure setpoint signal D. The valve control signal S is passed to the third function generator 28 from the output of the power / travel converter 21 via an eleventh addition point 26 . The third function generator 28 reproduces the effect of the change in valve position on the vapor pressure and the fourth function generator 30 the effect of fuel and - to be precise - feed water, air and injection water adapted to it. At a twelfth addition point 29 , the output signal of the third function generator 28 is subtracted from the output signal of the fourth function generator 30 and the output of the twelfth addition point 29 is passed to the output A 3 of the process model 5.

Nachstehend wird nun ein Fall betrachtet, in dem nur eine kleine Androsselung ε₁ gegeben ist. Der dadurch gegebene Energievorrat ist nicht ausreichend für einen streng monotonen Leistungsanstieg, so daß nur ein Leistungs verlauf P₁ möglich ist, wie in Fig. 6 c dargestellt. Dies wird im Leistungsamplitudenbegrenzer 16 festgestellt aufgrund eines vorberechneten Signals Δ P _{S e} im Prozeßmodell 5, das von der momentanen Androsselung ε = ε _S - S, vom (momentanen) Dampfdruck p _K und vom gegebenen dynamischen Verhalten des Kraftwerkblocks 1 abhängig ist, im Zeitpunkt t₀ den Wert des reduzierten Leistungswertes Δ P _S1 hat und über eine siebte Additionsstelle 18, an der die brennstoffabhängige Leistung P _B (vom Ausgang des zweiten Funktionsbildners 22) addiert wird, sowie über ein erstes Auswahlglied 17 auf einen Eingang des Leistungsamplitudenbegrenzers 16 geführt ist, wodurch die Amplitude des Ausgangssignals des Leistungsamplitudenbegrenzers 16 vorgegeben wird. Auf das erste Auswahlglied 17 ist außerdem das Ausgangssignal eines sechsten Auswahlgliedes 61 geführt, wodurch dieses Ausgangssignal gespeichert ist, also nicht rückläufig sein kann, sondern nur steigt oder konstant bleibt.A case is now considered in which there is only a small throttling ε ₁. The resulting energy supply is not sufficient for a strictly monotonous increase in power, so that only a power curve P ₁ is possible, as shown in Fig. 6 c. This is determined in the power amplitude limiter 16 on the basis of a precalculated signal Δ P _{S e} in the process model 5, which depends on the instantaneous throttling ε = ε _S - S, the (instantaneous) vapor pressure p _K and the given dynamic behavior of the power plant block 1 at the time t ₀ has the value of the reduced power value Δ P _{S 1} and is passed via a seventh addition point 18 , at which the fuel-dependent power P _B (from the output of the second function generator 22 ), and via a first selection element 17 to an input of the power amplitude limiter 16 is, whereby the amplitude of the output signal of the power amplitude limiter 16 is predetermined. The output signal of a sixth selection element 61 is also led to the first selection element 17 , as a result of which this output signal is stored, that is to say it cannot decrease, but only increases or remains constant.

Aufgrund des Signals Δ P _{S ε} wird also der Leistungssprung im Leistungsanstiegsbegrenzer 16 begrenzt, so daß der durch die vorhandene Androsselung ε₁ gegebene Energie vorrat für einen streng monotonen Anstieg bis zum Zeitpunkt t₁ auf die Höhe des reduzierten Leistungssprungs Δ P _S1 ausreicht. Der geforderte Verlauf des streng monotonen Anstiegs der Blockleistung P wird durch den ersten Funktionsbildner 19 vorgegeben. Zum Zeitpunkt t₁ (Fig. 6 c) ist das Ausgangssignal des ersten Funktions bildners 19 identisch mit der brennstoffabhängigen Leistung P _B, so daß das Ausgangssignal P ε an der achten Additionsstelle 20 zu Null wird. Da das Signal Δ P _{S ε} ab dem Zeitpunkt t₁ auch zu Null wird und das Signal P _B über die siebte Additionsstelle 18 und das erste Auswahlglied 17 allein auf den Begrenzer 16 geführt ist, steigt das Signal am Ausgang des Begrenzers 16 bzw. Funktionsgebers 19 identisch mit dem Signal P _B, also wie die brennstoffabhängige Leistung P _B (Fig. 6 c). Das Ausgangssignal P _ε an der achten Additionsstelle 20 bleibt also weiterhin Null.On the basis of the signal Δ P _{S ε} , the power jump in the power increase limiter 16 is limited, so that the energy given by the existing throttling ε ₁ is sufficient for a strictly monotonous increase up to the time t ₁ to the level of the reduced power jump Δ P _{S 1} . The required course of the strictly monotonous increase in the block power P is specified by the first function generator 19 . At the time t ₁ ( Fig. 6 c), the output signal of the first function generator 19 is identical to the fuel-dependent power P _B , so that the output signal P ε at the eighth addition point 20 becomes zero. Since the signal Δ P _{S ε} also becomes zero from the time t ₁ and the signal P _{B is passed} through the seventh addition point 18 and the first selector 17 to the limiter 16 alone, the signal at the output of the limiter 16 or function generator rises 19 identical to the signal P _B , so like the fuel-dependent power P _B ( Fig. 6 c). The output signal P _ε at the eighth addition point 20 thus remains zero.

Die Regler 2 bis 4 bleiben auch in diesem vorstehend beschriebenen Fall praktisch inaktiv.The controllers 2 to 4 remain practically inactive in the case described above.

Wenn die Blockleistung P zum Zeitpunkt t₂ erreicht ist, ist der gesamte Steuer- und Regelvorgang noch nicht abgeschlossen, da noch die durch den Ventilstellungssollwertsteller 11 vorgegebene Androsselung ε _S = Y _max - Y _S wieder hergestellt werden muß. Während dieser Wiederherstellung soll sich die Blockleistung P am Ausgang des Kraftwerkblocks 1 nicht ändern und die Regler 2 bis 4 sollen wieder weitgehend inaktiv bleiben. Die Wiederherstellung der vorgegebenen Androsselung ε _S erfolgt gesteuert. Damit kann der optimale Zeitpunkt für den Anfang dieses Vorgangs gewählt werden. Im Beispiel gemäß Fig. 4 schließt dieser Vorgang direkt an den Zeitpunkt t₂ (Fig. 6 b) an oder beginnt kurz davor. Wenn jedoch ein abschaltbarer Niederdruck-Vorwärmerstrang im Kraftwerk vorhanden ist, wie in der DE-OS 33 04 292 dargestellt, wird zuerst der Vorwärmerstrang wieder eingeschaltet und der Speisewasserbehälter aufgefüllt und dann die Androsselung e _S wieder hergestellt.When the block power P is reached at the time t ₂, the entire control and regulation process is not yet completed, since the throttling ε _S = Y _max - Y _S specified by the valve position setpoint adjuster 11 still has to be restored. During this restoration, the block power P at the output of the power plant block 1 should not change and the controllers 2 to 4 should remain largely inactive again. The predetermined throttling ε _S is restored in a controlled manner. This allows you to choose the optimal time for the start of this process. In the example according to FIG. 4, this process directly follows the time t ₂ ( FIG. 6 b) or begins shortly before. However, if a switchable low-pressure preheater line is present in the power plant, as shown in DE-OS 33 04 292, the preheater line is first switched on again and the feed water tank is filled up and then the throttling e _{S is} restored.

Zu einem in diesem Sinne optimalen Zeitpunkt wird ein Rückführungsschalter 38 geschlossen, der das Ventilsteuersignal S auf einen Eingang des Leistung/Weg-Umsetzers 21 gibt. At a time that is optimal in this sense, a feedback switch 38 is closed, which gives the valve control signal S to an input of the power / displacement converter 21 .

Die Funktion des Leistung/Weg-Umsetzers 21 besteht darin, während einer Leistungsanstiegsphase den ermittelten androsselungsabhängigen Leistungsanteil P _ε dynamisch umzusetzen in den benötigten Verlauf des Ventil-Steuersignals S, damit sich die abgegebene elektrische Leistung P tatsächlich entsprechend der Vorgabe ändert.The function of the power / displacement converter 21 is to dynamically convert the determined throttling-dependent power component P _ε into the required course of the valve control signal S during a power increase phase , so that the electrical power P actually changes in accordance with the specification.

Der Umsetzer 21 setzt sich aus Funktionseinheiten zusammen, die die Speicherfähigkeit des Kessels und das dynamische Verhalten des Turbosatzes mit Zwischenüberhitzung berücksichtigen und gliedert sich vom Prinzip her in zwei Funktionszweige. Ein Zweig enthält ein dynamisches Glied mit Ausgleich, der andere Zweig weist Integrations verhalten auf. Zu diesem Zweig wird das Signal S über einen zweiten Eingang rückgeführt und durch das vorweg einstellbare Verhalten der Rückführung ist die Geschwindigkeit vorgegeben, mit der das Signal S bei der Wieder herstellung der Androsselung ε _S zum Wert Null zurückkehrt. Die zwei Zweige verfügen über eine Übertragungsfunktion, die annähernd gleich ist mit der inversen Übertragungsfunktion zwischen der elektrischen Leistung oder Blockleistung P und dem Ansteuersignal Y. Annähernd daher, da die identische Funktion nicht exakt realisierbar ist. (Diese kleine Nichtübereinstimmung wird durch die Aktivität des Leistungsreglers 2 eliminiert).The converter 21 is composed of functional units which take into account the storage capacity of the boiler and the dynamic behavior of the turbo set with reheating and is divided in principle into two functional branches. One branch contains a dynamic link with balance, the other branch shows integration behavior. To this branch, the signal S is fed back via a second input, and the speed of the signal S returns to zero when the throttling ε _{S is} restored when the response can be set beforehand. The two branches have a transfer function which is approximately the same as the inverse transfer function between the electrical power or block power P and the control signal Y. Approximately because the identical function cannot be implemented exactly. (This small mismatch is eliminated by the activity of the power regulator 2 ).

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ohne abschaltbaren Niederdruck-Vorwärmerstrang kann der Schalter 38 sogar dauernd geschlossen bleiben.In the example shown in FIG. 4 without a switchable low-pressure preheater line, the switch 38 can even remain permanently closed.

Während der Wiederherstellung der Androsselung E _S ändert sich durch die Reduzierung der Ventilstellung Y von Y _max zu Y _S der Dampfdruck. Um die letzterreichte elektrische Leistung P hierbei nicht zu beeinträchtigen, wird in diesem Fall die Brennstoffzufuhr wieder gesteuert erhöht. Diese Steuerung erfolgt durch das Steuer signal S, das über die elfte Additionsstelle 26 und im Prinzip über einen Schalter 37 in einem siebten Funktions bildner 39 geführt ist. Das Ausgangssignal des siebten Funktionsbildners 39 ist zur fünfzehnten Additionsstelle 35 geführt, die in der Verbindungsleitung zwischen dem fünften Funktionsbildner 33 und dem Ausgang A 1 am Prozeßmodell 5 angeordnet ist. Der siebte Funktionsbildner 39 bildet annähernd das benötigte dynamische Verhalten zwischen der Änderung des Ventilhubs Y und Brennstoffmassenstromes _B zur Einspeicherung des Kessels bei einer konstanten Leistung nach, wobei der durch die Brennstoffsteuerung nicht realisierbare Rest durch die Reglerkaskade 2, 3, 4 nachgeliefert wird.During the restoration of throttlingE _S changes by reducing the valve positionY from Y _Max toY _S the vapor pressure. To the last one electrical powerP not to be affected in this case the fuel supply is controlled again elevated. This control is done by the tax signalSthat over the eleventh addition26 and in Principle over a switch37 in a seventh function educator39 is led. The output signal of the seventh Function builder39 is to the fifteenth addition point 35 performed in the connecting line between the fifth function builder33 and the exitA 1 is arranged on the process model 5. The seventh function builder 39 approximately forms the required dynamic Behavior between changing the valve liftY and Fuel mass flow _B to save the Boiler at a constant output, the by the fuel control not realizable by rest the controller cascade2, 3, 4 is delivered later.

Die Druckänderung wird wiederum am Eingang des Druckreglers 3 kompensiert, um den Druckregler 3 so weit wie möglich zu entlasten. Das benötigte Kompensationssignal ist das Ausgangssignal des dritten Funktionsbildners 28. Das Signal S ist ständig am Eingang des Funktionsbildners 28.The pressure change is in turn compensated for at the input of the pressure regulator 3 in order to relieve the pressure regulator 3 as much as possible. The compensation signal required is the output signal of the third function generator 28 . The signal S is constantly at the input of the function generator 28 .

Der Schalter 37 wird durch eine Logikschaltung 36 betätigt, die den Schalter 37 schließt, wenn entweder das Signal S gleichzeitig positiv ist, jedoch größer ist als ein vorgegebener Wert (beispielsweise S 1), und sich in negativer Richtung ändert oder das Signal S gleichzeitig negativ ist, jedoch kleiner als vorgegebener Wert (beispielsweise S 2) ist, und sich in positiver Richtung ändert. Das ist bei jeder Wiederherstellung der Androsselung ε _S nach einer größeren Leistungsänderung der Fall.The switch 37 is actuated by a logic circuit 36 , which closes the switch 37 when either the signal S is simultaneously positive but is greater than a predetermined value (for example S 1 ) and changes in a negative direction or the signal S is simultaneously negative is, but is smaller than the predetermined value (for example S 2 ), and changes in the positive direction. This is the case with every restoration of throttling ε _S after a major change in performance.

Der Schalter 37 wird auch geschlossen, wenn der Ventil stellungssollwert Y _s am Ventilstellungssollwertsteller 11 geändert wird: The switch 37 is also closed when the valve position setpoint Y _{s is changed} at the valve position setpoint adjuster 11 :

Der Ventilstellungssollwert Y _s ist über einen Eingang E 3 dem Prozeßmodell 5 zugeführt und wird dort an einer zehnten Additionsstelle 25 von einem Maximalwert der Ventilstellung Y _max subtrahiert, wodurch der Androsselungs sollwert ε _s entsteht. Dieser Androsselungssollwert ε _s ist sowohl auf die elfte Additionsstelle 26 als auch auf einen Ausgang A 5 am Prozeßmodell 5 mittels eines Verzögerungsgliedes 43 geführt. Vom Ausgang A 5 gelangt der Androsselungssollwert E _s über die neunte Additions stelle 23 auf die erste Stellwerteadditionsstelle 9, wodurch das Ansteuersignal Ventilstellung Y direkt und identisch zum Ventilstellungs-Sollwert Y _S verstellt (verändert) wird. Er gelangt auch auf die zweite Stellwerte additionsstelle 10, wodurch dieses den Einfluß des Ventilstellungssollwerts Y _S auf den Stellungsregler 3 vollständig kompensiert. Der Stellungsregler 3 wird daher bei einer Änderung des Sollwerts Y _S maximal entlastet. Da das Signal ε _S auf dem Weg über die elfte Additions stelle 26 und den dritten Funktionsbildner 28 auf den Ausgang A 3 des Prozeßmodells 5 gelangt, wird auch der Druckregler 3 maximal entlastet.The valve position setpoint Y _s is fed to the process model 5 via an input E 3 and is subtracted there from a maximum value of the valve position Y _max at a tenth addition point 25 , whereby the throttling setpoint ε _s is produced. This throttling setpoint ε _s is passed both to the eleventh addition point 26 and to an output A 5 on the process model 5 by means of a delay element 43 . From the output A 5 , the throttling setpoint E _s passes via the ninth addition point 23 to the first manipulated value addition point 9 , whereby the control signal valve position Y is adjusted (changed) directly and identically to the valve position setpoint Y _S. It also arrives at the second manipulated value addition point 10 , whereby this completely compensates for the influence of the valve position setpoint Y _S on the positioner 3 . The positioner 3 is therefore maximally relieved when the setpoint Y _S changes. Since the signal ε _S passes through the eleventh addition point 26 and the third function generator 28 to the output A 3 of the process model 5, the pressure regulator 3 is also relieved to a maximum.

Wenn am Ventilstellungssollwertsteller 11 ein Wert für die Ventilstellung Y _S eingestellt wird, der der maximalen Stellung Y _max entspricht, wird der natürliche Gleit druckbetrieb gefahren. Da in diesem Fall keine Androsselung ε _S vorhanden ist, wird die Leistungsänderung nur durch die gesteuert verstellte Brennstoffzufuhr, d. h. durch das Steuersignal B verändert. Um auch bei dieser Betriebsart die gleiche Regelstruktur weiterhin benutzen zu können, wird dem Leistungsregler 2 die fehlende Auswirkung einer Ventilstellungsänderung im Bereich Y < Y _max durch ein nachgebildetes Leistungssignal P _NG zugeführt. Dieses Signal P _NG wird mit Hilfe der Einrichtungen 24 und 41 und 42 wie folgt gebildet: Sobald das Signal am Ausgang der ersten Stellwerteadditionsstelle 9 größer wird als dem Wert Y _max entspricht, wird das zum Kraftwerksblock 1 geführte Signal Ventilstellung Y durch das zweite Auswahlglied 24 begrenzt auf den Wert Y _max, der über einen zweiten Eingang dem Auswahlglied 24 zugeführt ist. An einer siebzehnten Additionsstelle 42 wird das Ausgangssignal des zweiten Auswahlglieds 24 von dem Ausgangssignal der ersten Additionsstelle 9 subtrahiert und das Ergebnis einem neunten Funktionsbildner 41 zugeführt, der die über den Maximalwert Y _max hinausgehende Signaländerung dynamisch umsetzt in das nachgebildete Leistungssignal P _NG, das an der achtzehnten Additions stelle 27 zu der Blockleistung P addiert wird. Mit dem neunten Funktionsbildner 41 wird also die ausbleibende Leistungserhöhung, die sich bei einer Änderung des Ventilhubs Y ergeben würde, nachgeliefert, wodurch der Leistungs regler 2 auch weiterhin mit gleichen Parametern im Betrieb bleiben kann. Die durch Y < Y _max anstehende positive Regelabweichung am Stellungsregler 3 wird in diesem Fall durch diesen Regler und den Druckregler 4 auf Null ausgeregelt, so daß das Ausgangssignal des Leistungsreglers 2 wiederum und auf die bereits beschriebene Weise auf den Wert Y _max im neuen Beharrungszustand eingestellt werden kann. Der hier beschriebene Regelvorgang des Leistungs reglers 2 tritt praktisch nur bei der Ausregelung der internen Kraftwerks-Blockstörungen auf, da sonst die Regler 2, 3, 4 bei der Leistungsveränderung durch die Sollwertverstellung auch bei dieser Betriebsweise inaktiv bleiben.If a value for the valve position Y _{S is} set on the valve position setpoint adjuster 11 , which corresponds to the maximum position Y _max , the natural sliding pressure operation is carried out. Since there is no throttling ε _S in this case, the change in output is only changed by the controlled fuel supply, ie by the control signal B. In order to be able to continue to use the same control structure even in this operating mode, the lack of effect of a valve position change in the range Y < Y _max is supplied to the power controller 2 by a simulated power signal P _NG . This signal P _NG is formed with the aid of devices 24 and 41 and 42 as follows: As soon as the signal at the output of the first manipulated value addition point 9 is greater than the value Y _max , the valve position Y signal led to the power station block 1 is replaced by the second selection element 24 limited to the value Y _max , which is fed to the selection element 24 via a second input. At a seventeenth addition point 42 , the output signal of the second selection element 24 is subtracted from the output signal of the first addition point 9 and the result is fed to a ninth function generator 41 , which dynamically converts the signal change going beyond the maximum value Y _max into the simulated power signal P _NG , which occurs at the eighteenth addition place 27 is added to the block power P. With the ninth function generator 41 , the lack of power increase, which would result from a change in the valve lift Y , is subsequently supplied, as a result of which the power controller 2 can continue to operate with the same parameters. The positive control deviation at position controller 3 due to Y < Y _max is in this case corrected to zero by this controller and pressure controller 4 , so that the output signal of the power controller 2 is again set to the value Y _max in the new steady state in the manner already described can be. The control process of the power controller 2 described herein occurs virtually only when correcting the internal power plant block faults, otherwise the controller 2, 3, 4 remain inactive in the change in performance by the set point adjustment even in this mode of operation.

Das Ventil-Steuersignal S bleibt auf Null, da keine An drosselung vorliegt und der Leistungsamplitudenbegrenzer 16 keine Leistungssollwertänderungen zuläßt, die vom Verlauf her nicht identisch mit dem Verlauf der brennstoff abhängigen Leistung P _B sind. The valve control signal S remains at zero, since there is no throttling and the power amplitude limiter 16 does not permit any power setpoint changes which are not identical in terms of the shape of the fuel-dependent power P _B.

Falls es sich bei dem mit dem Druckregler 4 geregelten Dampfdruck p _k im Kessel aus betriebsmäßigen Gründen nicht um den Druck am Ausgang des Verdampfers handelt, sondern um den Druck hinter dem Kessel bzw. vor der Turbine, so wird - wie in Fig. 4 gestrichelt eingetragen - als Regel-Störgröße (bezüglich der Ausregelung von Beheizungsstörungen) ein Dampfdrucksignal hinter dem Verdampfer p _hV über ein Vorhaltglied 44 der Brennstoffwerte additionsstelle 8 zugeleitet. Beim Steuern des Brennstoffs durch das Signal B wird jedoch der Einfluß des Signals aus dem Vorhaltglied 44 auf die Brennstoffwerte additionsstelle 8 dadurch eliminiert, daß das Steuersignal B noch über einen zehnten Funktionsbildner 49 auf eine zwanzigste Additionsstelle 50 mit negativem Vorzeichen geleitet wird.If, for operational reasons, the steam pressure p _k regulated by the pressure regulator 4 in the boiler is not the pressure at the outlet of the evaporator, but rather the pressure behind the boiler or in front of the turbine, then it is dashed - as in FIG. 4 entered - as a control disturbance variable (with regard to the regulation of heating _faults ), a vapor pressure _signal downstream of the evaporator p _{hV is fed} via a lead element 44 to the fuel values addition point 8 . When the fuel is controlled by the signal B , however, the influence of the signal from the holding element 44 on the fuel values addition point 8 is eliminated in that the control signal B is still passed via a tenth function generator 49 to a twentieth addition point 50 with a negative sign.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Blockschema handelt es sich um eine beispielhafte Schaltungsanordnung, die durch Schaltungsdetails abgeändert werden kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich beispielsweise auch mit den in Fig. 7, 8 und 10 dargestellten Ausführungsvarianten oder durch Kombination dieser Varianten realisieren.The block diagram shown in FIG. 4 is an exemplary circuit arrangement that can be modified by circuit details without departing from the inventive concept. The method according to the invention can also be implemented, for example, using the embodiment variants shown in FIGS. 7, 8 and 10 or by combining these variants.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus dem in Fig. 4 dargestellten Blockschema, worin eine Schaltungsvariante eingetragen ist. Dabei sind Verbindungen, die bei dieser Variante entfallen, mit gestrichelten Linien angedeutet und neue Schaltungsteile durch dicke Linien hervorgehoben. Das Ausgangssignal der neunten Additionsstelle 23 ist bei dieser Variante nicht auf die erste Additionsstelle 9 geführt, sondern über einen elften Funktionsbildner 46 auf eine neunzehnte Additionsstelle 45, die vor dem Leistungsregler 2 angeordnet ist. Der elfte Funktionsbildner 46 hat eine im Vergleich zum Leistungs regler 2 reziproke Übertragungsfunktion F₄₆ = 1/F _R. Wie leicht zu erkennen ist, ändert sich die Gesamtfunktion bei dieser Schaltungsvariante nicht, da die Ventilstellungs- Änderung Δ Y einen zum Steuersignal S identischen Zeitverlauf aufweist. FIG. 7 shows a section of the block diagram shown in FIG. 4, in which a circuit variant is entered. Connections that are omitted in this variant are indicated by dashed lines and new circuit parts are highlighted by thick lines. In this variant, the output signal of the ninth addition point 23 is not passed to the first addition point 9 , but via an eleventh function generator 46 to a nineteenth addition point 45 , which is arranged upstream of the power controller 2 . The eleventh function generator 46 has a reciprocal transfer function F ₄₆ = 1 / F _R compared to the power controller 2 . As can easily be seen, the overall function does not change in this circuit variant, since the change in valve position Δ Y has a time profile identical to the control signal S.

Fig. 8 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt aus dem in Fig. 4 dargestellten Blockschema, in das eine Schaltungs variante eingetragen wurde, die die Vorgabe des Leistungssollwertes P _Sa, die Wiederherstellung der Androsselung ε _S und die Verstellung des Ventilstellungs sollwertes Y _S betrifft. Dabei ist das Ausgangssignal der achten Additionsstelle 20 über einen zwölften Funktionsbildner 47 und eine achtzehnte Additionsstelle 48 auf den Ausgang A 4 des Prozeßmodells 5 geführt. Der Leistungssollwert P _Sa setzt sich an der achtzehnten Additionsstelle 48 zusammen aus der brennstoffabhängigen Leistung P _B und dem Ausgangssignal des zwölften Funktions bildners 47. Gestrichelt eingetragene Verbindungen entfallen. Die Übertragungsfunktion des zwölften Funktionsbildners 47 ist dann Fig. 8 also shows a section of the block diagram shown in Fig. 4, in which a circuit variant has been entered which relates to the specification of the power setpoint P _Sa , the restoration of the throttling ε _S and the adjustment of the valve position setpoint Y _S. The output signal of the eighth addition point 20 is routed via a twelfth function generator 47 and an eighteenth addition point 48 to the output A 4 of the process model 5. The power setpoint P _Sa is composed of the fuel-dependent power P _B and the output signal of the twelfth function generator 47 at the eighteenth addition point 48 . Connections with dashed lines are omitted. The transfer function of the twelfth function generator 47 is then

wobeiin which

F _R die Übertragungsfunktion des Leistungsreglers 2 und F _S die inverse Übertragungsfunktion des Leistung/Weg-Umsetzers 21 darstellt. Hierbei wird auf alternative Weise das Signal Y ebenfalls mittelbar, d. h. mittels des Leistungsreglers 2, gesteuert. Die Änderung Δ Y hat auch hier einen zum Signal S identischen Zeitverlauf. F _{R represents} the transfer function of the power controller 2 and F _{S represents} the inverse transfer function of the power / path converter 21 . In this case, the signal Y is also controlled indirectly, that is to say by means of the power regulator 2 . The change Δ Y also has a time profile identical to the signal S here.

Die dargestellte Schaltungsvariante bewirkt weiter, daß die Wiederherstellung der Androsselung ε _S nicht bei der gleichzeitigen Brennstoffkorrektur durch die Zuschaltung durch den siebten Funktionsbildner 39 erfolgt oder eine Verstellung der Ventilstellung Y nicht direkt durch den Sollwert Y _S gesteuert wird und auch nicht der Brennstoff durch die Zuschaltung vom Funktionsbildner 39 hierbei korrigiert wird, sondern die Ventilstellung Y auf Y _S anschließend durch die Regelaktivität des Stellungsreglers 3 und des Druckreglers 4 gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ändert sich jedoch durch diese Schaltungsvariante nicht.The circuit variant shown further has the effect that the throttling ε _{S is} not restored during the simultaneous fuel correction by the activation by the seventh function generator 39 or an adjustment of the valve position Y is not controlled directly by the setpoint value Y _{S and} neither is the fuel by the activation is corrected by the function builder 39 , but the valve position Y is then brought to Y _S by the control activity of the positioner 3 and the pressure regulator 4 . However, the method according to the invention does not change due to this circuit variant.

Das erfindungsgemäße Verfahren ändert sich auch dann nicht, wenn das Kompensationssignal, d. h. der vorgegebene Leistungssollwert P _Sa für den Leistungsregler 2 nicht von den Signalen P _B und P _{ε a} abgeleitet ist, die die - nachgebildeten - Leistungsantworten auf die tatsächlichen Veränderungen der Steuersignale B und S liefern, sondern wie in Fig. 10 dargestellt, das Signal P _Sa identisch mit dem Signal aus dem Ausgang des ersten Funktionsbildners 19 gemacht wird. Bei dieser Schaltung kann zwar die genaue Auswirkung des Steuersignals S auf die elektrische Leistung nur annähernd durch das Signal P _Sa berücksichtigt werden, wodurch die Regelaktivität des Leistungsreglers 2 und dadurch auch der weiteren Regler 3 und 4 zwangsläufig mehr in Anspruch genommen werden muß, andererseits kann wiederum der vorgegebene Verlauf der Leistung P _v, die das Ausgangssignal von 19 und hier identisch mit P _Sa ist, genauer eingehalten werden. Der in Fig. 10 gestrichelt dargestellte Funktionsbildner 62 entfällt bei dieser Schaltungsvariante.The method according to the invention does not change even if the compensation signal, ie the predefined power setpoint P _Sa for the power controller 2, is not derived from the signals P _B and P _{ε a} , which simulate the power responses to the actual changes in the control signals B and S , but as shown in FIG. 10, the signal P _{Sa is made} identical to the signal from the output of the first function generator 19 . In this circuit, the exact effect of the control signal S on the electrical power can only be taken into account approximately by the signal P _Sa , as a result of which the control activity of the power controller 2 and therefore also the other controllers 3 and 4 must inevitably be used, but on the other hand again the specified curve of the power P _v , which is the output signal of 19 and here identical to P _Sa, is more precisely observed. The function generator 62 shown in dashed lines in FIG. 10 is omitted in this circuit variant.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich um ein Regelkonzept, bei dem dem Leistungsregler 2 als Hauptstellglied das Turbineneinlaßventil zugeordnet ist. Eine solche Blockfahrweise wird im allgemeinen als "Turbine führt, Kessel folgt" bezeichnet. The exemplary embodiments described so far are a control concept in which the turbine inlet valve is assigned to the power regulator 2 as the main actuator. Such a block mode of operation is generally referred to as "turbine leads, boiler follows".

Mit "Kessel führt, Turbine folgt" wird eine Blockfahrweise bezeichnet, bei der dem Leistungsregler 2 der Brennstoff als Stellgröße zugeordnet ist."Boiler leads, turbine follows" denotes a block mode of operation in which the fuel is assigned to the output controller 2 as a manipulated variable.

Die bisher beschriebene Blockfahrweise "Turbine führt, Kessel folgt" weist beim Auftreten einer Beheizungsstörung (beispielsweise durch sich ändernden Heizwert des Brennstoffs) ein besseres Ergebnis bezüglich der Aufrecht erhaltung der Blockleistung P auf. Die Blockfahrweise "Kessel führt, Turbine folgt" liefert dagegen besseres Ergebnis bezüglich der Ausregelung des Kesseldruckes. Grundsätzlich ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren für beide Blockfahrweisen geeignet.The previously described block mode of operation "turbine leads, boiler follows" has a better result with regard to maintaining the block power P when a heating fault occurs (for example due to changing heating value of the fuel). The block mode "boiler leads, turbine follows", on the other hand, provides better results with regard to the regulation of the boiler pressure. In principle, however, the method according to the invention is suitable for both block modes of operation.

Eine an die Blockfahrweise "Kessel führt, Turbine folgt" angepaßte Schaltung ist in Fig. 9 dargestellt. Dabei ist das gleiche Prozeßmodell 5 wie in Fig. 4 zugrundegelegt. Auch die Einrichtungen vor den Eingängen E 1 und E 2 des Prozeßmodells 5 sind gleich. Unterschiede bestehen lediglich in der Zusammenstellung der Regler 2, 3, 4 mit dem Prozeßmodell 5 und dem Kraftwerksblock 1. An den Ausgang A 2 des Prozeßmodells 5, der das Ventilsteuersignal 5 liefert, ist über die zweite Stellwerteadditionsstelle 10 der Stellungsregler 3 angeschlossen, dessen Ausgang das Ansteuersignal Y für die Ventilstellung liefert, das dem Kraftwerksblock 1 als Stellsignal zugeführt und außerdem zur zweiten Stellwerteadditionsstelle 10 zurückgeführt ist. Der zweiten Stellwerteadditionsstelle 10 ist außerdem der Ventilstellungssollwert Y _S aus dem Ventilstellungs-Sollwertsteller 11 zugeführt. Der Ventilstellungssollwert Y _S ist auch zum Eingang E 3 des Prozeßmodells 5 geführt.A circuit adapted to the block mode of operation "boiler leads, turbine follows" is shown in FIG. 9. The same process model 5 as in FIG. 4 is used as a basis. The devices in front of the inputs E 1 and E 2 of the process model 5 are also the same. The only differences are in the combination of controllers 2, 3, 4 with process model 5 and power plant block 1 . To the output A 2 of the process model 5, which supplies the valve control signal 5 is connected via the second control values summing point 10 of the positioner 3, the output of the control signal Y provides for the valve position, which is supplied to the power plant unit 1 as a control signal and also fed back to the second adjusting values addition site 10 is. The second control value addition point 10 is also supplied with the valve position setpoint Y _S from the valve position setpoint adjuster 11 . The valve position setpoint Y _S is also led to the input E 3 of the process model 5.

An den Ausgang A 4 des Prozeßmodells 5, der den vorgegebenen Leistungssollwert P _Sa liefert, ist über die Leistungs werteadditionsstelle 13 der Leistungsregler 2 an geschlossen. Auf die Leistungswerteadditionsstelle 13 ist auch die elektrische Leistung P vom Ausgang des Kraftwerkblocks 1 gegeben. Der Ausgang des Leistungsreglers 2 ist über die Druckwerteadditionsstelle 12 zum Druckregler 4 geführt. Auf die Druckwerteadditions stelle 12 ist außerdem der Ausgang A 3 und das Dampf drucksignal p _K geführt. Wie bei Fig. 4 ist der Ausgang des Druckreglers 4 mit der Brennstoffwerte-Additionsstelle 8 verbunden, zu der auch das Brennstoff-Steuersignal B geführt ist und die das Steuersignal für den Brennstoffmassenstrom _B an den Kraftwerksblock 1 gibt. Wenn mit Hilfe des Dampfdrucksignals p _K der Frischdampfdruck hinter dem Kessel oder vor der Turbine geregelt wird, wird der Brennstoffwerteadditionsstelle 8 über das Vorhalteglied 44 ein - an einer zwanzigsten Additionsstelle 50 gebildetes - Differenzsignal zwischen dem Dampfdrucksignal p _hV (hinter dem Verdampfer) und dem Ausgangssignal des zehnten Funktionsbildners 49 zugeleitet.At the exitA 4th of the process model 5, the predetermined Power setpointP _Sat delivers is about performance value addition agency13 the power controller2nd on closed. On the performance value addition13 is also the electrical powerP from the exit of the Power plant blocks1 given. The output of the power regulator 2nd is via the pressure value addition point12th to the pressure regulator4th guided. On the pressure value additions Job12th is also the exitA 3rd and the steam pressure signalp _K guided. As inFig. 4 is the exit of the pressure regulator4th with the fuel value addition point 8th connected to which also the fuel control signal B is led and which is the control signal for the Mass flow of fuel _B to the power plant block1 gives. If using the steam pressure signalp _K the live steam pressure regulated behind the boiler or in front of the turbine the fuel value addition point8th about the Lead member44 a - at a twentieth addition point 50 formed - difference signal between the Vapor pressure signalp _hV (behind the evaporator) and the Output signal of the tenth function builder49 forwarded.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Kraftwerksblock
2 Leistungsregler
3 Stellungsregler
4 Druckregler
5 Prozeßmodell
6 Leistungs-Sollwertsteller
7 erste Führungsgrößen-Additionsstelle
8 Brennstoffwerte-Additionsstelle
9 erste Stellwerte-Additionsstelle
10 zweite Stellwerte-Additionsstelle
11 Ventilstellungs-Sollwertsteller
12 Druckwerte-Additionsstelle
13 Leistungswerte-Additionsstelle
14 erste Filtereinrichtung
15 zweite Filtereinrichtung
15.1 Detektor-Einrichtung
15.2 Filter
16 Leistungsamplituden-Begrenzer
17 erstes Auswahlglied
18 siebte Additionsstelle
19 erster Funktionsbildner
20 achte Additionsstelle
21 Leistung/Weg-Umsetzer
22 zweiter Funktionsbildner
23 neunte Additionsstelle
24 zweites Auswahlglied
25 zehnte Additionsstelle
26 elfte Additionsstelle
27 sechszehnte Additionsstelle
28 dritter Funktionsbildner
29 zwölfte Additionsstelle
30 vierter Funktionsbildner
31 dreizehnte Additionsstelle
32 zweite Führungsgrößen-Additionsstelle
33 fünfter Funktionsbildner
34 viertes Auswahlglied
35 fünfzehnte Additionsstelle
36 Logikschaltung
37 Schalter
38 Rückführungsschalter
39 siebter Funktionsbildner
40 -
41 neunter Funktionsbildner
42 siebzehnte Additionsstelle
43 Verzögerungsglied
44 Vorhaltglied
45 neunzehnte Additionsstelle
46 elfter Funktionsbildner
47 zwölfter Funktionsbildner
48 achtzehnte Additionsstelle
49 zehnter Funktionsbildner
50 zwanzigste Additionsstelle
51 -
52 zweites Auswahlglied
53 einundzwanzigste Additionsstelle
54 drittes Auswahlglied
55 zweiundzwanzigste Additionsstelle
56 fünftes Auswahlglied
57 erster stationärer Funktionsbildner
58 zweiter stationärer Funktionsbildner
59 vierzehnter Funktionsbildner
60 -
61 sechstes Auswahlglied
62 dreizehnter Funktionsbildner
P abgegebene elektrische Leistung, auch mit Blockleistung bezeichnet,
P _S Leistungs-Sollwert
P _SK Leistungs-Sollwert für Kessel
P _ST Leistungs-Solwert für Turbine
P _v Teil der Amplitude des Sollwertes P _ST
P _Sa vorgegebener Leistungssollwert
P _NG nachgebildetes Leistungssignal
P _f netzfrequenzabweichungs-abhängige Leistungs-Sollwertkomponente
P _f1 erste Leistungssollwertkomponente
P _f2 zweite Leistungssollwertkomponente
P _B brennstoffabhängige Leistung
Δ P _B brennstoffabhängiger Leistungszuwachs
P _ε androsselungsabhängiger Leistung
Y (Turbinen)-Ventilstellung
Y _S Ventilstellung-Sollwert
Y _max maximale Ventilstellung
ε Y _max - Y = Androsselung
ε₁ momentane Androsselung, die nicht für einen streng monotonen Leistungsanstieg ausreicht
ε _S vorgegebene Androsselung
B Brennstoff-Steuersignal
D Drucksollwertsignal
S Ventil-Steuersignal
S _a Ventilstellungs-Kompensationssignal
_B Brennstoff-Massenstrom
p _K Dampfdrucksignal
p _hv Dampfdrucksignal hinter dem Verdampfer
f gemessene Netzfrequenz
f₀ Sollwert der Netzfrequenz
Δ f Netzfrequenzabweichung
A 1 Ausgang für Signal B am Prozeßmodell
A 2 Ausgang für Signal B am Prozeßmodell
A 3 Ausgang für Signal D am Prozeßmodell
A 4 Ausgang für Signal P _Sa am Prozeßmodell
A 5 Ausgang für Signal ε _S am Prozeßmodell
E 1 Eingang für Signal P _SK am Prozeßmodell
E 2 Eingang für Signal P _ST am Prozeßmodell
E 3 Eingang für Signal Y _S am Prozeßmodell
t₀ Zeitpunkt der Vorgabe einer sprunghaften Leistungserhöhung
t₁ Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des ersten Funktionsbildners 19 identisch ist mit dem Signal P _B
t₂ Zeitpunkt zu dem ein vorgegebener erhöhter Leistungswert erreicht ist
a PT 1-Verhalten des Filters 15.2
b PD-Verhalten des Filters 15.2
Δ . . . Änderung einer Größe
Δ P _{S ε} mit vorhandener Androsselung realisierbare Leistungserhöhung mit streng monotonem Verlauf
Δ P _S* Leistungssollwertänderung bei der die Sollwerte P _ST und P _SK in gleicher Weise verändert werden
P _S* gemeinsamer Leistungssollwert für Turbine und Kessel im Beharrungszustand
F _R Übertragungsfunktion des Leistungsreglers
F _S Übertragungsfunktion des Leistung/Weg-Umsetzers
F₄₆ Übertragungsfunktion des Funktionsbildners 46
F₄₇ Übertragungsfunktion des Funktionsbildners 47
d₁ bis d₄ Signale im Bildner 62
i₁ bis i₄ Signale im Bildner 62 1 Power plant block
2nd Power regulator
3rd Positioner
4th Pressure regulator
5 Process model
6 Power setpoint adjuster
7 first reference variable addition point
8th Fuel values addition point
9 first manipulated variable addition point
10th second manipulated variable addition point
11 Valve position setpoint adjuster
12th Pressure value addition point
13 Performance value addition point
14 first filter device
15 second filter device
15.1 Detector device
15.2 filter
16 Power amplitude limiter
17th first selection element
18th seventh addition point
19th first function builder
20th eighth addition point
21st Power / path converter
22 second function builder
23 ninth addition point
24th second selection element
25th tenth addition point
26 eleventh addition point
27th sixteenth addition point
28 third function builder
29 twelfth addition point
30th fourth function builder
31 thirteenth addition point
32 second reference variable addition point
33 fifth function builder
34 fourth selector
35 fifteenth addition point
36 Logic circuit
37 counter
38 Feedback switch
39 seventh function builder
40 -
41 ninth function builder
42 seventeenth addition point
43 Delay element
44 Lead member
45 nineteenth addition point
46 eleventh function builder
47 twelfth function builder
48 eighteenth addition point
49 tenth function builder
50 twentieth addition point
51 -
52 second selection element
53 twenty-first addition
54 third selector
55 twenty-second addition point
56 fifth selector
57 first stationary function builder
58 second stationary function builder
59 fourteenth function builder
60 -
61 sixth selector
62 thirteenth function builder
P electrical power output, also referred to as block power,
P _S Power setpoint
P _SK Power setpoint for the boiler
P _ST Power sol value for turbine
P _v Part of the amplitude of the setpointP _ST
P _Sat specified power setpoint
P _NG simulated power signal
P _f Mains frequency deviation-dependent power setpoint component
P _{f 1} first power setpoint component
P _{f 2} second power setpoint component
P _B fuel-dependent performance
Δ P _B fuel-dependent performance increase
P _ε throttling performance
Y (Turbine) valve position
Y _S Valve position setpoint
Y _Max maximum valve position
ε Y _Max -Y = Throttling
ε₁ current throttling, which is not sufficient for a strictly monotonous increase in performance
ε _S predetermined throttling
B Fuel control signal
D Pressure setpoint signal
S Valve control signal
S _a Valve position compensation signal
_B Mass fuel flow
p _K Vapor pressure signal
p _hv Vapor pressure signal behind the evaporator
f measured mains frequency
f₀ Setpoint of the mains frequency
Δ f Grid frequency deviation
A 1 Output for signalB on the process model
A 2nd Output for signalB on the process model
A 3rd Output for signalD on the process model
A 4th Output for signalP _Sat on the process model
A 5 Output for signalε _S on the process model
E 1 Signal inputP _SK on the process model
E 2nd Signal inputP _ST on the process model
E 3rd Signal inputY _S on the process model
t₀ Point in time of a sudden increase in performance
t₁ time at which the output signal of the first function generator19th is identical to the signalP _B
t₂ point in time at which a predetermined increased performance value is reached
a PT 1 behavior of the filter15.2
b PD behavior of the filter15.2
Δ . . . Resizing
Δ P _{S ε} achievable increase in performance with existing throttling with strictly monotonous course
Δ P _S* Power setpoint change at the setpoints P _ST andP _SK can be changed in the same way
P _S* Common power setpoint for turbine and boiler in steady state
F _R Transfer function of the power controller
F _S Transfer function of the power / path converter
F₄₆ Transfer function of the function builder46
F₄₇ Transfer function of the function builder47
d₁ tod₄ Signals in the generator62
i₁ toi₄ Signals in the generator62

Claims

1. method for regulating the output of a steam power plant block,

- The at a constant or constantly changing power setpoint (P _S ) of the electrical power designated with block power (P) is operated with differently throttled turbine inlet valve, and wherein the live steam pressure is kept constant by regulating the fuel, air and feed water supply or proportional to the block power (P) is changed, and
- in the event of a sudden, e.g. B. sudden increase in the power setpoint (P _S ) from this setpoint a control signal for an increase in the fuel, air and feed water supply is derived and also a steam supply available by throttling the turbine inlet valve is used for a short-term increase in power,

characterized in that in the event of a sudden increase in the power setpoint (P _S )

a) a strictly monotonic over the block power (P) as a step response to a power set point change (Δ P _S) is defined and it is checked at the same time, if this desired course of the block power (P) with the stored energy reserve due to the outstanding at the time of throttling ( ε ) of the turbine inlet valve can be implemented, wherein
- - a progression of a fuel-dependent power (P _B ) is predicted, which would occur solely on the basis of the increased fuel supply and the air and feed water supply adapted to it,
- - by forming the difference between the predetermined course of the block power (P) and the course of the fuel-dependent power (P _B ) by means of a controlled increase in fuel supply and the air and feed water supply adapted thereto, a set course of a throttling-dependent power (P _ε ) is determined, and
b1) in the case of a realizable, strictly monotonous course of the block power (P), the determined course of the throttling-dependent power (P _ε ) is converted into a signal (S) for controlling the turbine inlet valve, or
b2) if the throttling is too low ( ε = ε ₁ ) for the strictly monotonous course to be realized, a merely monotonous overall course (P ₁ ) of the block power (P) is specified and converted into the signal (S) , with a time range (t ₀ to t ₁ ) the existing throttling ( ε ₁ ) is fully used for a given strictly monotonous partial course of the total monotonous course (P ₁ ) of the block power (P).

2. The method according to claim 1, characterized in that the steam power plant block ( 1 ) is operated with sliding steam pressure (p _K ).

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the block power (P) is changed in a controlled manner by changing control signals (B, S) , with identical time course of setpoint signals (P _Sa , S _a , D) with the respective Control variables (P, Y, p _K ) of the power controller ( 2 ), positioner ( 3 ) and pressure controller ( 4 ) are kept largely inactive.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the regulation of the throttling ( ε ) is divided

- In a rough control of the throttling ( ε ) of the turbine inlet valve, in which a pressure setpoint (D) is calculated for a given throttling ( ε _s ) and fed to a steam pressure regulator ( 4 ) and
- A fine control by direct control of the control signal valve position (Y) of the turbine inlet valve by a positioner ( 3 ).

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the valve control signal (S) and the signal for the predetermined throttling ( ε _S ) is added directly to the output signal of the power controller ( 2 ) to form the control signal valve position (Y) of the turbine inlet valve.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that signals (P _ε , S, e _S ) for the controlled change of the control signal valve position (Y) via dynamic function formers ( 46, 47 ) on the input of the power controller ( 2 ) that ensure an identical time course of the change ( Δ Y) of the control signal (Y) with the calculated valve control signal (S) .

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure in the boiler is regulated at one point after the evaporator with the steam pressure regulator ( 4 ).

8. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure (p _K ) behind the boiler or in front of the turbine is regulated with the steam pressure regulator ( 4 ) and at the same time the pressure at the outlet of the evaporator as a disturbance variable (p _hV ) Pressure regulator ( 4 ) is applied, the influence of which is eliminated by the control signal for fuel (B) in the event of a controlled change in output.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in natural sliding pressure operation, that is, in which the turbine inlet valve is in the maximum position (Y _max ) and thus there is no throttling ( ε ) and with an increase in the power setpoint (P _S ) Output signal of a power controller ( 2 ) exceeds the value of the signal for the maximum position (Y _max ), the lack of response of the controlled system to the change in stroke of the intake valve is replaced by a simulated power signal (P _NG ).

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a restoration of the throttling ( ε _S ) is carried out controlled at a selectable time, the signal (S) for controlling the turbine inlet valve on the branch of a dynamic power / displacement converter ( 21 ), who has behaved integration, is returned, and after the completed power control process in the new steady state to zero.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when the throttling is restored ( ε _S ) by the control signal (S) going back to zero for valve lift or when a valve position setpoint (Y _s ) is adjusted, the control signal (B) for The fuel supply is dynamically corrected in order to keep the block power (P) constant and at the same time the pressure value signal (D) is corrected in order to relieve the pressure regulator ( 4 ) as much as possible.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a filtered signal "frequency deviation" ( Δ f) is used as a reference variable, with different filtering, and the filtering of the signal is temporarily canceled when the frequency drops.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the function of the filter device ( 14, 15 ) to form setpoint components (P _{f 1} , P _{f 2} ) , non-linearly adaptive to a PT 1 behavior in the event of a mains frequency drop changes a PDT behavior.

14. Device for performing the method according to claim 1 to 13, characterized by

- filter devices ( 14, 15 ) for forming setpoint components (P _{f 1} ) as a function of a network frequency deviation ( Δ f),
- A power controller ( 2 ), depending on a given as a compensation signal power setpoint (P _Sa ) and the actual values of the block power (P) and a simulated power signal (P _NG ) for natural sliding pressure operation, a control signal for the turbine valve position (Y) and a setpoint for the positioner ( 3 ),
- A positioner ( 3 ) for the turbine inlet valves, whose setpoint (Y _S ) can be set on a valve position setpoint adjuster ( 11 ) and whose control deviation from a valve control signal (S) from a process model (5) and the valve position signal (Y) is influenced and which supplies a pressure regulator ( 4 ) with a setpoint,
- The pressure controller ( 4 ), the setpoint of which is given by the process setpoint (5) pressure setpoint signal (D) , the control deviation of which is formed by linking to a vapor pressure signal (p _k ) as the actual value and whose output signal influences the fuel mass flow ( _B ) and
- The process model (5), which, depending on setpoints entered at inputs (E 1 to E 3 ), for the boiler output (P _SK ), the turbine output (P _ST ) and the valve position (Y _S ) at the outputs ( A 1 to A 6 ) emits the fuel control signal (B) , which influences the output signal of the pressure regulator ( 4 ), the valve control signal ( S), the pressure setpoint signal (D) and the specified power setpoint (P _Sa ), a throttling setpoint ( ε _S ), which affects the valve control signal (S) .

15. A device for performing the method according to claim 1 to 13, characterized by

- Filter devices ( 14, 15 ) for forming setpoint components (P _{f 1} ) as a function of a network frequency deviation ( Δ f),
- the actual value of the block power (P) the desired value for a pressure regulator (4) affects a power controller (2) as a function of the predetermined power setpoint value (P _SA) and,
- A positioner ( 3 ) for the turbine inlet valves, whose setpoint (Y _S ) on the valve position setpoint adjuster ( 11 ) is adjustable and whose control deviation from the valve control signal (S) from a process model (5) and the signal valve position (Y) influences and which supplies the pressure regulator ( 4 ) with a setpoint,
- The pressure regulator ( 4 ), the setpoint of the pressure setpoint signal (D) given by the process model (5), the control deviation is formed by linking the vapor pressure signal (p _K ) as the actual value and the output signal influences the fuel mass flow ( _B ) and
- The process model (5), which is a function of setpoints entered at the inputs (E 1 to E 3 ) for the output of the boiler (P _SK ), the output of the turbine (P _ST ) and the valve position (Y _S ) to the Outputs (A 1 to A 4 , A 6 ) emits the fuel control signal (B) , which influences the output signal of the pressure regulator ( 4 ), the valve control signal ( S), the pressure setpoint signal (D) and the predetermined power setpoint (P _Sa ).

16. The device according to claim 14 or 15, characterized in that in the process model (5) the predetermined power setpoint (P _Sa ) is formed in a function generator ( 62 ), the input signals of the fuel-dependent power (P _B ) and the valve control signal (S) are fed.

17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that in the process model (5) the signal for the fuel-dependent power (P _B ) is formed in a second function generator ( 22 ), the input of which is fed to the output signal of a function generator ( 33 ) at the input of which the power setpoint for the boiler (P _SK ) is given.

18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized in that in the process model (5), the valve control signal (S) is formed by a power / displacement converter ( 21 ), the input of which by changing the throttling ( ε ) realizing power (P _ε ) is supplied, which is formed at an eighth addition point ( 20 ) by linking the predetermined power setpoint (P _Sa ) with the fuel-dependent power (P _B ).

19. Device according to one of claims 14 to 18, characterized in that in the process model (5), the pressure setpoint signal (D) is formed by linking output signals from function formers ( 28, 30 ) at a twelfth addition point ( 29 ), the third function generator ( 28 ) an output signal of an eleventh addition point ( 26 ) is supplied, which links the valve control signal (S) with the throttling setpoint ( ε _S ) and the fourth function generator ( 30 ) is supplied with the output signals of the function generator ( 33 ).

20. Device according to one of claims 14 to 19, characterized in that in the process model (5), the fuel control signal (B) is formed by linking the output signal of the fifth function generator ( 33 ) with the output signal of a seventh function generator ( 39 ) on a fifteenth Addition point ( 35 ), the seventh function generator ( 39 ) being supplied with the output signal of the eleventh addition point ( 26 ) via a switch ( 37 ) which is actuated by a logic circuit ( 36 ).

21. Device according to one of claims 14 to 20, characterized in that in the process model (5) the throttling setpoint ( e _S ) is formed by linking the valve position setpoint (Y _S ) with a signal for the maximum valve position (Y _max ) on a tenth Addition point ( 25 ).