RU2611113C2 - Control system for thermal power plant multivariant control - Google Patents

Control system for thermal power plant multivariant control Download PDF

Info

Publication number
RU2611113C2
RU2611113C2 RU2013157365A RU2013157365A RU2611113C2 RU 2611113 C2 RU2611113 C2 RU 2611113C2 RU 2013157365 A RU2013157365 A RU 2013157365A RU 2013157365 A RU2013157365 A RU 2013157365A RU 2611113 C2 RU2611113 C2 RU 2611113C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
circuit
interference
variable
account
Prior art date
Application number
RU2013157365A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013157365A (en
Inventor
Ив ДЮФОСС
Original Assignee
Электрисите Де Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Электрисите Де Франс filed Critical Электрисите Де Франс
Publication of RU2013157365A publication Critical patent/RU2013157365A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611113C2 publication Critical patent/RU2611113C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K15/00—Adaptations of plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/165—Controlling means specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering. Control system enables multiple-choice control over thermal power plant, containing: system of boiler and its auxiliary devices with supply of fuel as heat source for working fluid medium circuit in steam phase in part of said circuit. At that said steam supplies turbine at pressure P and at temperature T, connected with generator, generating electric power W. Steam supply is characterized by opening SR of control valves at said turbine inlet. System comprises: steam pressure P control circuit, electric power W control circuit. At least, one of circuits is based on power plant inner model type of control, wherein one of them takes into account pure delay of internal model one of parameters, and one circuit variable is taken into account as obstacle in another circuit.
EFFECT: invention enables increasing of thermal power plant control reliability.
15 cl, 7 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к системе управления теплоэлектростанцией для генерирования электричества посредством сжигания топлива.The invention relates to a control system for a power plant for generating electricity by burning fuel.

В частности, изобретение относится к устройству управления такой электростанцией, позволяющему осуществлять мониторинг мощности и одновременно обеспечивать соблюдение определенных критериев состояния нагретого пара, а также к теплоэлектростанции, содержащей такую систему, и к способу управления теплоэлектростанцией с применением такой системы управления.In particular, the invention relates to a control device for such a power plant, which allows monitoring power and at the same time to ensure compliance with certain criteria of the state of heated steam, as well as to a thermal power plant containing such a system, and to a method for controlling a thermal power plant using such a control system.

Изобретение можно применять, например, для теплоэлектростанции, работающей на угле.The invention can be applied, for example, to a coal-fired power plant.

Уровень техникиState of the art

В процессе управления теплоэлектростанцией необходимо учитывать ряд переменных физической системы.In the process of controlling a thermal power plant, it is necessary to take into account a number of variables of the physical system.

Теплоэлектростанция, схематично показанная на фиг.1, позволяет производить электричество от источника тепла, питаемого топливом. Производством тепла управляют посредством подачи топлива GS в источник тепла, в данном случае в котел 103. Это тепло передается в рабочую текучую среду, циркулирующую в контуре, для ее перехода из жидкого состояния в газообразное состояние таким образом, чтобы эта рабочая текучая среда находилась в паровой фазе в одной части контура. Регулировочные клапаны, состояние которых определяется их открыванием SR, позволяют регулировать питание турбины 114. На ее входе состояние пара характеризуется определенным давлением Р и определенной температурой T. Пар обеспечивает вращение турбины 114, механически связанной с генератором 116, который производит электрическую мощность W.The thermal power plant, schematically shown in figure 1, allows the generation of electricity from a heat source fed by fuel. The heat production is controlled by supplying GS fuel to a heat source, in this case to the boiler 103. This heat is transferred to the working fluid circulating in the circuit, for its transition from a liquid state to a gaseous state so that this working fluid is in steam phase in one part of the circuit. The control valves, the state of which is determined by their opening SR, allow you to adjust the power of the turbine 114. At its inlet, the state of the steam is characterized by a certain pressure P and a certain temperature T. The steam rotates the turbine 114, mechanically connected to the generator 116, which produces electric power W.

Показанная на фиг.1 теплоэлектростанция будет подробнее описана ниже.The thermal power station shown in FIG. 1 will be described in more detail below.

Традиционным подходом для управления такой теплоэлектростанцией является использование различных согласуемых друг с другом одновариантных регуляторов типа ПИ (пропорционально-интегральный). ПИ-регулятор обеспечивает регулирование в замкнутом контуре, которое позволяет корректировать погрешность между заданным значением и измеренным значением. ПИ-регулятор производит на погрешности двойное действие: пропорциональное - он умножает погрешность на фиксированный показатель, которым является коэффициент усиления, и интегральное - он интегрирует погрешность на определенном интервале времени и делит интегрированное значение на другой фиксированный показатель. Таким образом, в системе каждый регулятор переменной имеет входные и выходные данные.The traditional approach for controlling such a thermal power plant is the use of various univariate PI-type regulators (proportional-integral) that are compatible with each other. The PI controller provides closed loop control that allows you to correct the error between the setpoint and the measured value. The PI controller performs a double action on errors: proportional - it multiplies the error by a fixed indicator, which is the gain, and integral - it integrates the error on a certain time interval and divides the integrated value by another fixed indicator. Thus, in the system, each variable controller has input and output data.

Однако рассматриваемая система является многовариантной, то есть по меньшей мере один вход оказывает влияние на несколько выходов. Со временем стабильность многовариантных систем с такими одновариантными регуляторами ухудшается. К тому же этот многовариантный характер затрудняет параметризацию. Кроме того, поведение некоторых теплоэлектростанций меняется между высокой и низкой нагрузкой. Следовательно, регулирование должно отвечать критериям надежности, которые не обеспечиваются этими одновариантными регуляторами.However, the system under consideration is multivariate, that is, at least one input affects several outputs. Over time, the stability of multivariate systems with such univariate regulators deteriorates. Moreover, this multivariate nature makes parameterization difficult. In addition, the behavior of some power plants varies between high and low loads. Therefore, regulation must meet reliability criteria that are not provided by these univariate regulators.

Можно также использовать многовариантные регуляторы типа H∞. Этот метод позволяет разработать оптимальное управление в соответствии с математическим стандартом для линейных систем. Однако поведение теплоэлектростанции, управляемой такой системой, не является вполне удовлетворительным.Multivariate controllers such as H∞ can also be used. This method allows you to develop optimal control in accordance with the mathematical standard for linear systems. However, the behavior of a thermal power plant controlled by such a system is not entirely satisfactory.

Другим существующим подходом является применение предсказательного управления. Однако такое управление требует вычисления в реальном времени минимума квадратичной функции стоимости. Существующие установки часто не имеют необходимых для этого вычислительных ресурсов и объема памяти. Кроме того, этот подход требует применения сложных средств.Another existing approach is the use of predictive control. However, such control requires real-time calculation of the minimum of the quadratic cost function. Existing installations often do not have the necessary computing resources and memory. In addition, this approach requires the use of sophisticated tools.

Таким образом, настоящее изобретение призвано предложить систему управления теплоэлектростанцией, позволяющую устранить эти недостатки.Thus, the present invention is intended to provide a control system for a thermal power plant, which eliminates these disadvantages.

В частности, изобретение призвано предложить систему управления теплоэлектростанцией посредством регулирования, обеспечивающего хорошую динамику по мощности, имеющую хорошие характеристики надежности, стабильности и скорости.In particular, the invention is intended to provide a control system for a thermal power plant by means of regulation providing good dynamics in power, having good characteristics of reliability, stability and speed.

Изобретение призвано также предложить систему управления, которую можно легко внедрить в уже существующие теплоэлектростанции.The invention is also intended to offer a control system that can be easily implemented in existing thermal power plants.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Изобретение обеспечивает достижение этих результатов.The invention provides the achievement of these results.

В связи с этим первым объектом изобретения является система управления для многовариантного регулирования теплоэлектростанцией, предназначенной для генерирования электричества посредством сжигания топлива и содержащей:In this regard, the first object of the invention is a control system for multivariate regulation of a thermal power plant designed to generate electricity by burning fuel and containing:

- комплекс, включающий в себя котел и его вспомогательные устройства, в которых применяют подачу топлива и которые являются источником тепла для контура рабочей текучей среды таким образом, чтобы она находилась в паровой фазе в части указанного контура,- a complex including a boiler and its auxiliary devices, which use fuel supply and which are a heat source for the working fluid circuit in such a way that it is in the vapor phase in part of the specified circuit,

- турбину, питаемую указанным паром при определенном значении давления пара и температуры, при этом указанная турбина механически связана с электрическим генератором, производящим электрическую мощность, при этом питание паром указанной турбины характеризуется открыванием регулировочных клапанов, находящихся на входе указанной турбины, при этом указанная система содержит:- a turbine powered by the specified steam at a certain value of steam pressure and temperature, while the specified turbine is mechanically connected to an electric generator producing electric power, while the steam supply of the specified turbine is characterized by opening the control valves located at the inlet of the specified turbine, while this system contains :

- контур регулирования давления пара, имеющий управляющую переменную и заданное значение,a steam pressure control loop having a control variable and a predetermined value,

- контур регулирования электрической мощности, имеющий управляющую переменную и заданное значение,- an electric power control loop having a control variable and a predetermined value,

при этом по меньшей мере один из контуров регулирования основан на управлении типа внутренней модели, учитывающем чистую задержку τ одного из параметров внутренней модели электростанции, при этом для каждого из контуров регулирования переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре.at least one of the control loops is based on control of the internal model type, taking into account the net delay τ of one of the parameters of the power plant’s internal model, and for each of the control loops, the variable of one loop is taken into account as interference in another loop.

Первый объект изобретения можно дополнить следующими отличительными признаками, взятыми отдельно или в любой технически возможной комбинации:The first object of the invention can be supplemented with the following distinctive features, taken separately or in any technically possible combination:

- контур регулирования давления пара содержит цепь исключения помехи для учета в качестве помехи переменной контура регулирования электрической мощности;- the steam pressure control loop contains an interference avoidance circuit to account for the interference of the variable electrical power control loop;

- переменной контура регулирования электрической мощности, учитываемой в качестве помехи в указанном контуре регулирования давления пара, является открывание регулировочных клапанов на входе турбины;- a variable control loop for electric power, taken into account as interference in the specified steam pressure control loop, is the opening of the control valves at the turbine inlet;

- контур регулирования давления пара содержит цепь моделирования передаточной функции между подачей топлива и влиянием подачи топлива на давление пара, при этом указанная цепь моделирования не учитывает переменную контура регулирования электрической мощности, учитываемую в качестве помехи в указанном контуре регулирования давления пара;- the steam pressure control loop contains a simulation circuit of the transfer function between the fuel supply and the effect of the fuel supply on the steam pressure, while this simulation circuit does not take into account the variable electric power control loop, taken into account as interference in the specified steam pressure control loop;

- чистую задержку τ учитывают в контуре регулирования давления пара в цепи моделирования передаточной функции между подачей топлива и влиянием подачи топлива на давление пара;- the net delay τ is taken into account in the steam pressure control loop in the simulation circuit of the transfer function between the fuel supply and the effect of the fuel supply on the steam pressure;

- цепь моделирования передаточной функции между подачей топлива и влиянием подачи топлива на давление пара имеет вид G1(s)⋅е-τs, где G1(s) является стабильной функцией первого порядка;- the simulation chain of the transfer function between the fuel supply and the effect of the fuel supply on the vapor pressure has the form G1 (s) ⋅е -τs , where G 1 (s) is a stable first-order function;

- контур регулирования давления пара содержит цепь определения управляющей переменной без помехи для определения управляющей переменной без помехи на основании заданного значения давления пара;- the steam pressure control loop comprises a control variable determination circuit without interference for determining a control variable without interference based on a predetermined steam pressure value;

- управляющей переменной контура регулирования давления пара является значение подачи топлива, которое получают на выходе цепи определения управляющей переменной без помехи и из которого вычитают выходную данную цепи исключения помехи;- the control variable of the steam pressure control loop is the fuel supply value, which is obtained at the output of the control variable definition circuit without interference and from which the output of the given interference exclusion circuit is subtracted;

- система содержит цепь определения управляющей переменной без помехи, цепь исключения помехи и цепь моделирования передаточной функции между подачей топлива и влиянием подачи топлива на давление пара в виде G1(s)⋅e-τs, где G1(s) является стабильной функцией первого порядка и в которой:- the system contains a chain for determining the control variable without interference, a chain for eliminating interference, and a chain for modeling the transfer function between the fuel supply and the effect of the fuel supply on the vapor pressure in the form G 1 (s) ⋅e -τs , where G 1 (s) is a stable function of the first order and in which:

- цепь определения управляющей переменной без помехи представляет собой передаточную функцию, входной данной которой является заданное значение давления пара типа

Figure 00000001
, где F1(s) является фильтром порядка, превышающего или равного порядку G1(s), и- the control variable determination circuit without interference is a transfer function, the input of which is the set value of the vapor pressure of the type
Figure 00000001
 where F 1 (s) is a filter of order greater than or equal to the order of G 1 (s), and

- цепь исключения помехи представляет собой передаточную функцию

Figure 00000002
, где F2(s) является фильтром порядка, превышающего или равного порядку G1(s);- the interference elimination circuit is a transfer function
Figure 00000002
 where F 2 (s) is a filter of order greater than or equal to the order of G 1 (s);

- контур регулирования давления пара включает в себя контур обратной связи без задержки, чтобы при определении подачи топлива учитывать часть указанного контура моделирования передаточной функции между подачей топлива и влиянием подачи топлива на давление пара, которая не зависит от чистой задержки τ;- the steam pressure control loop includes a feedback loop without delay, so that when determining the fuel supply, take into account part of the specified simulation of the transfer function between the fuel supply and the effect of the fuel supply on the steam pressure, which does not depend on the net delay τ;

- переменной контура регулирования давления, учитываемой в качестве помехи в указанном контуре регулирования электрической мощности, является давление пара;- the variable pressure control loop, taken into account as interference in the specified electric power control loop, is the vapor pressure;

- контур регулирования электрической мощности содержит пропорционально-интегральный регулятор и цепь исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения для учета переменной контура регулирования давления пара в качестве помехи;- the electric power control loop contains a proportional-integral controller and an interference elimination circuit and leading tracking of the setpoint to account for the variable steam pressure control loop as an interference;

- открывание регулирующих клапанов на входе турбины получают при помощи выходной данной пропорционально-интегрального регулятора, из которой вычитают выходную данную цепи исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения контура регулирования электрической мощности;- the opening of the control valves at the inlet of the turbine is obtained using the output of this proportional-integral controller, from which the output of this given circuit of eliminating interference and subtly tracking the set value of the electric power control loop is subtracted;

- параметры контура регулирования, основанного на управлении типа внутренней модели, рассчитывают в режиме онлайн при помощи метода адаптивного регулирования, при этом входными данными для указанного адаптивного регулирования являются переменные системы управления.- the parameters of the control loop based on control of the type of internal model are calculated online using the adaptive control method, while the input data for the specified adaptive control are the variables of the control system.

Вторым объектом изобретения является теплоэлектростанция, содержащаяThe second object of the invention is a thermal power plant, containing

- комплекс, включающий в себя котел и его вспомогательные устройства, в которые подают топливо и которые являются источником тепла для контура рабочей текучей среды таким образом, чтобы она находилась в паровой фазе в части указанного контура,- a complex including a boiler and its auxiliary devices into which fuel is supplied and which are a heat source for the working fluid circuit in such a way that it is in the vapor phase in a part of the specified circuit,

- турбину, питаемую указанным паром при определенном значении давления пара и температуры, при этом указанная турбина механически связана с электрическим генератором, производящим электрическую мощность, при этом питание паром указанной турбины характеризуется открыванием регулировочных клапанов, находящихся на входе указанной турбины,- a turbine fed by the specified steam at a certain value of steam pressure and temperature, while the specified turbine is mechanically connected to an electric generator producing electric power, while the steam supply of the specified turbine is characterized by opening the control valves located at the inlet of the specified turbine,

- систему управления, являющуюся первым объектом изобретения.- a control system, which is the first object of the invention.

Третьим объектом изобретения является способ управления теплоэлектростанцией, являющейся вторым объектом изобретения, в котором:A third aspect of the invention is a method for controlling a thermal power plant, which is a second aspect of the invention, in which:

- давление пара регулируют при помощи контура регулирования давления пара,- the steam pressure is regulated using the steam pressure control loop,

- электрическую мощность регулируют при помощи контура регулирования электрической мощности,- electric power is controlled by an electric power control loop,

при этом по меньшей мере один из контуров регулирования основан на управлении типа внутренней модели, учитывающем чистую задержку τ одного из параметров внутренней модели электростанции, при этом для каждого из контуров регулирования переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре.at least one of the control loops is based on control of the internal model type, taking into account the net delay τ of one of the parameters of the power plant’s internal model, and for each of the control loops, the variable of one loop is taken into account as interference in another loop.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие отличительные признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Other features, objects, and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description, presented by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - обобщенная схема известной теплоэлектростанции;figure 1 is a generalized diagram of a known thermal power plant;

фиг.2 - схема регулирования давления нагретого пара P согласно первому варианту выполнения заявленной системы;figure 2 - diagram of the pressure control of the heated steam P according to the first embodiment of the claimed system;

фиг.3 - схема регулирования давления нагретого пара P согласно второму варианту выполнения заявленной системы;figure 3 - diagram of the pressure control of the heated steam P according to the second embodiment of the claimed system;

фиг.4 - схема регулирования производимой электрической мощности W, соответствующая двум вариантам выполнения заявленной системы;figure 4 - scheme of regulation of the produced electric power W, corresponding to two variants of the claimed system;

фиг.5 - схема адаптивного регулирования, соответствующая первому варианту выполнения заявленной системы;5 is a diagram of adaptive control corresponding to the first embodiment of the claimed system;

фиг.6А и 6В - кривые изменения во времени нескольких величин в ответ на ступень производства электрической мощности, представленные для сравнения между системой управления согласно первому варианту выполнения изобретения и системой типа H∞.6A and 6B are time-varying curves of several quantities in response to an electric power production stage, presented for comparison between a control system according to a first embodiment of the invention and a system of type H∞.

Ниже представлено подробное описание настоящего изобретения в рамках частного, но не ограничительного случая системы управления теплоэлектростанцией, работающей на угле.The following is a detailed description of the present invention within the particular, but not limiting case of a coal-fired power plant control system.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1 представлена обобщенная и упрощенная схема теплоэлектростанции 100. Сплошными стрелками 107 показана циркуляция рабочей текучей среды как в жидкой, так и в газовой фазе. Эта рабочая текучая среда представляет собой теплоноситель, которым чаще всего является вода. Упрощенный принцип работы заключается в следующем.Figure 1 presents a generalized and simplified diagram of a power plant 100. Solid arrows 107 show the circulation of the working fluid in both the liquid and gas phases. This working fluid is a coolant, which is most often water. A simplified principle of operation is as follows.

Подача топлива GC приводит к транспортировке топлива в комплекс 102, включающий в себя котел 103 и его вспомогательные устройства. Топливо подвергается обработке, после чего происходит его сжигание. При сжигании топливо выделяет тепло, показанное белыми стрелками 105, которое передается воде, циркулирующей в трубах теплообменника 104. При этом вода переходит в состояние пара. В камере 106 происходит отделение воды от пара, который поступает в комплекс нагревателей 108. В нагреватели 108 может дополнительно поступать вода через систему 110 нагнетания воды, один из приводов которой обеспечивает управление нагнетанием охлаждающей воды QDSHT.The fuel supply GC leads to the transportation of fuel to the complex 102, which includes a boiler 103 and its auxiliary devices. The fuel is processed and then burned. When burning, the fuel generates heat, shown by white arrows 105, which is transferred to the water circulating in the pipes of the heat exchanger 104. In this case, the water goes into a state of steam. In the chamber 106, water is separated from the steam that enters the complex of heaters 108. Water can be additionally supplied to the heaters 108 through the water injection system 110, one of the drives of which controls the injection of cooling water Q DSHT .

В нагревателях комплекса 108 температура и давление воды резко повышаются. При этом вода переходит в состояние нагретого пара. Этот пар поступает в турбину 114, проходя через регулировочные клапаны 112, которые находятся на входе первого корпуса турбины и открывание которых характеризуется параметром SR. Между регулировочными клапанами 112 и турбиной 114 нагретый пар имеет температуру T и давление P.In the heaters of complex 108, the temperature and pressure of water increase sharply. In this case, the water goes into a state of heated steam. This steam enters the turbine 114, passing through the control valves 112, which are located at the inlet of the first turbine housing and the opening of which is characterized by the parameter SR. Between the control valves 112 and the turbine 114, the heated steam has a temperature T and a pressure P.

После попадания в корпус высокого давления ВД турбины пар расширяется, что обеспечивает приведение во вращение рабочих колес турбины. После этого вода возвращается в систему 108 через повторный нагреватель, после чего попадает в корпус среднего давления СД, затем в корпус низкого давления НД турбины. В корпусах СД и НД аналогичное явление расширения тоже обеспечивает вращение колес турбины 114. Вращение передается на электрический генератор 116, который производит электрическую мощность W. После прохождения через турбину расширенный пар поступает в конденсатор 118, где происходит его охлаждение. После этого он переходит в жидкое состояние и может начать новый цикл.After falling into the high-pressure casing, the turbine VD steam expands, which ensures the rotation of the impellers of the turbine. After that, the water returns to the system 108 through a re-heater, after which it enters the medium-pressure housing SD, then into the low-pressure housing LP turbine. In the cases of LEDs and LPs, a similar expansion phenomenon also provides rotation of the wheels of the turbine 114. The rotation is transmitted to an electric generator 116, which produces electric power W. After passing through the turbine, the expanded steam enters the condenser 118, where it is cooled. After that, it goes into a liquid state and can start a new cycle.

Заявитель отметил, что управление теплоэлектростанциями осуществляют при помощи нелинейных уравнений, в отношении которых известные системы управления производят линейную аппроксимацию, которая не является удовлетворительной. Эта нелинейность связана, в частности, с чистой задержкой, которая снижает влияние подачи топлива GC на контролируемые величины.The applicant noted that the management of thermal power plants is carried out using non-linear equations, for which the known control systems produce a linear approximation, which is not satisfactory. This non-linearity is associated, in particular, with a net delay, which reduces the effect of GC fuel delivery on controlled quantities.

Кроме того, подача топлива GC претерпевает колебания при необходимости получения высокой мощности, что приводит к сильным воздействиям на котел 103 и на органы очистки, присутствующие на уровне выходов удаления из котла 103.In addition, the GC fuel supply undergoes fluctuations when it is necessary to obtain high power, which leads to strong impacts on the boiler 103 and on the cleaning bodies present at the level of the removal outputs from the boiler 103.

Заявитель установил, что изобретение позволяет получить подачу топлива, которая не приводит к сильным воздействиям на котел и органы очистки, что позволяет увеличить срок их службы. Кроме того, изобретение позволяет преодолеть проблемы, связанные с наличием задержки, происходящей в результате транспортировки, обработки и возможного нагрева топлива.The applicant found that the invention allows to obtain a fuel supply, which does not lead to strong impacts on the boiler and cleaning organs, which allows to increase their service life. In addition, the invention overcomes the problems associated with the presence of delays resulting from transportation, processing and possible heating of the fuel.

Первый вариант выполнения изобретения в случае системы управления теплоэлектростанцией на угле представлен на фиг.2 и 4.The first embodiment of the invention in the case of a coal-fired power plant control system is shown in FIGS. 2 and 4.

Согласно этому варианту выполнения, система управления относится к теплоэлектростанции на угле, работа которой соответствует описанной выше фиг.1. Рассматриваемая система является многовариантной.According to this embodiment, the control system relates to a coal-fired power plant, the operation of which corresponds to the one described above in FIG. The system under consideration is multivariate.

Входными данными этой системы являются:The input data for this system are:

- открывание регулировочных клапанов на входе турбины SR(t),- opening the control valves at the inlet of the turbine SR (t),

- подача угля GC(t)- coal supply GC (t)

- нагнетание охлаждающей воды QDSHT(t).- injection of cooling water Q DSHT (t).

Выходными данными этой системы являются:The outputs of this system are:

- производимая электрическая мощность W(t),- produced electric power W (t),

- давление нагретого пара P(t),- heated steam pressure P (t),

- температура нагретого пара T(t).is the temperature of the heated steam T (t).

Идентификация динамического поведения системы вытекает из линейных уравнений, основанных на физических законах.The identification of the dynamic behavior of a system follows from linear equations based on physical laws.

- Для электрической мощности W:- For electric power W:

W(t)=a⋅SR(t)+b⋅P(t).W (t) = a⋅SR (t) + b⋅P (t).

Таким образом, W находится в линейной зависимости от открывания регулировочных клапанов SR и от давления пара P, в данном варианте выполнения от давления нагретого пара. Коэффициенты a и b являются коэффициентами, определенными в ходе экспериментальных исследований, в соответствии с характеристиками теплоэлектростанции и с соображениями безопасности, эффективности и срока службы установок. Например, a и b могут иметь значения 0,77 и 3,4.Thus, W is linearly dependent on the opening of the control valves SR and on the vapor pressure P, in this embodiment, on the pressure of the heated vapor. Coefficients a and b are the coefficients determined during the experimental studies, in accordance with the characteristics of the power plant and for reasons of safety, efficiency and service life of the plants. For example, a and b may have values of 0.77 and 3.4.

- Для давления нагретого пара P:- For heated steam pressure P:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

P(t)=P1(t)+P2(t).P (t) = P 1 (t) + P 2 (t).

T1, К1, Т2 и чистая задержка τ являются константами. Их определяют в ходе экспериментальных исследований, в соответствии с характеристиками теплоэлектростанции и с соображениями безопасности, эффективности и срока службы установок. Например, эти константы могут соответственно иметь значения T1=190; К1=1,8; T2=193; К2=-0,326 и τ=100. P1(t) и P2(t) характеризуют соответственно влияние подачи топлива GC и открывания регулировочных клапанов SR на давление пара P.T 1 , K 1 , T 2 and the net delay τ are constants. They are determined in the course of experimental studies, in accordance with the characteristics of the power plant and with considerations of safety, efficiency and service life of the plants. For example, these constants may respectively have values T 1 = 190; K 1 = 1.8; T 2 = 193; K 2 = -0.326 and τ = 100. P 1 (t) and P 2 (t) characterize, respectively, the effect of the fuel supply GC and the opening of the control valves SR on the vapor pressure P.

- Для температуры нагретого пара (Т):- For the temperature of the heated steam (T):

Figure 00000005
.
Figure 00000005
.

Согласно этому варианту выполнения изобретения, речь идет об адаптации метода управления типа внутренней модели к теплоэлектростанции, который характеризуется тем, что система управления электростанцией должна включать в себя картину контролируемого физического процесса.According to this embodiment of the invention, it is about adapting a control method such as an internal model to a thermal power plant, which is characterized in that the power plant control system should include a picture of the controlled physical process.

Данный вариант выполнения изобретения включает в себя:This embodiment of the invention includes:

- контур 200 регулирования давления нагретого пара P, показанный на фиг.2,- a heated steam pressure control loop 200 P shown in FIG. 2,

- контур 400 регулирования электрической мощности W, показанный на фиг.4.- circuit 400 for regulating the electrical power W, shown in Fig.4.

Для каждого из контуров регулирования 200, 400 переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре. Кроме того, каждый из указанных контуров имеет управляющую переменную, действие которой позволяет регулировать поведение электростанции.For each of the control loops 200, 400, the variable of one loop is taken into account as interference in the other loop. In addition, each of these circuits has a control variable, the action of which allows you to control the behavior of the power plant.

На фиг.2 показан контур 200 регулирования давления нагретого пара P в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. Контур 200 регулирования содержит цепь 202 исключения помехи, цепь 204 определения управляющей переменной без помехи и цепь 206 моделирования передаточной функции HGC-P1 между подачей топлива GC и влиянием P1 подачи топлива GC на давление пара P.FIG. 2 shows a heated steam pressure control loop 200 P in accordance with a first embodiment of the invention. The control loop 200 comprises an interference elimination circuit 202, a control variable definition circuit 204 without interference, and a simulation function 20 of the transfer function H GC-P1 between the fuel supply GC and the influence of the fuel supply GC P1 on the vapor pressure P.

В настоящем описании под цепью исключения помехи следует понимать элемент контура регулирования, учитывающий на своем входе переменную, рассматриваемую как помеху в указанном контуре регулирования, с целью ее исключения, то есть с целью устранения ее влияния, посредством ее учета перед определением управляющей переменной указанного контура регулирования.In the present description, an interference elimination circuit should be understood as an element of the control loop that takes into account at its input a variable that is considered as an interference in the specified control loop in order to eliminate it, that is, to eliminate its influence, by taking it into account before determining the control variable of the specified control loop .

Входной данной контура 200 регулирования является контрольное давление PREF в качестве заданного значения, которое устанавливают в соответствии с характеристиками теплоэлектростанции и с соображениями безопасности, эффективности и срока службы установок. Выходной данной контура 200 регулирования является давление нагретого пара P, и в качестве исключаемой помехи он учитывает открывание регулировочных клапанов SR на входе турбины 114.The input of this control loop 200 is the control pressure P REF as the setpoint, which is set in accordance with the characteristics of the power plant and for reasons of safety, efficiency and service life of the plants. The output of this control loop 200 is the heated steam pressure P, and as excluded interference, it takes into account the opening of the control valves SR at the inlet of the turbine 114.

На фиг.2 на функциональной схеме показана реальная цепь 208, в которой передаточные функции HGC-P1 и НSP-P2 характеризуют реальную работу устройств теплоэлектростанции 100, показанных на фиг.1. Эта характеристика реальной цепи 208 обуславливает разложение давления нагретого пара Р на две составляющие Р1 и Р2. Первая составляющая давления Р1 является составляющей, зависящей от подачи угля GC, которая не учитывает открывания регулировочных клапанов SR. Таким образом, P1 характеризует влияние подачи угля GC на давление пара P. Вторая составляющая давления P2 является составляющей, зависящей от открывания регулировочных клапанов SR. Таким образом, P2 характеризует влияние открывания регулировочных клапанов SR на давление пара P.Figure 2 on the functional diagram shows the real circuit 208, in which the transfer functions H GC-P1 and H SP-P2 characterize the actual operation of the devices of the power plant 100 shown in figure 1. This characteristic of the real circuit 208 causes the decomposition of the heated vapor pressure P into two components P1 and P2. The first pressure component P1 is a coal supply component GC that does not take into account the opening of the control valves SR. Thus, P1 characterizes the effect of the coal supply GC on the vapor pressure P. The second pressure component P2 is a component that depends on the opening of the control valves SR. Thus, P2 characterizes the effect of opening the control valves SR on the vapor pressure P.

В данном случае реальная цепь 208 включает в себя две передаточные функции. Передаточная функция HGC-P1 является функцией, связывающей подачу топлива GC с ее влиянием P1 на давление пара P. Передаточная функция HSR-P2 является функцией, связывающей открывание регулировочных клапанов SR с ее влиянием P2 на давление пара P.In this case, the real chain 208 includes two transfer functions. The transfer function H GC-P1 is a function linking the GC fuel supply with its effect P1 on the vapor pressure P. The transfer function H SR-P2 is the function connecting the opening of the SR control valves with its effect P2 on the vapor pressure P.

Цепь 206 моделирования моделирует передаточную функцию между подачей угля GC и влиянием P1 на давление пара P подачи угля GC. Эта цепь 206 моделирования не учитывает открывание регулировочных клапанов SR, значение которого поступает от контура 400 регулирования мощности W.Simulation circuit 206 models the transfer function between the coal feed GC and the effect of P1 on the steam pressure P of the coal feed GC. This simulation circuit 206 does not take into account the opening of the control valves SR, the value of which comes from the power control circuit 400 W.

Контур 200 регулирования давления пара P учитывает чистую задержку τ. Чистая задержка τ между подачей топлива GC и давлением P учитывается в цепи 206 моделирования передаточной функции HGC-P1 между подачей угля GC и влиянием подачи топлива GC на давление пара P. Моделирование передаточной функции HGC-P1 имеет вид G1(s)⋅e-τs, где G1(s) является стабильной и обратимой функцией первого порядка. Как известно специалисту и в рамках настоящего описания, функции, в которых переменной является s, являются преобразованиями Лапласа.The steam pressure control loop 200 P takes into account the net delay τ. The net delay τ between the fuel supply GC and pressure P is taken into account in the simulation circuit 206 of the transfer function H GC-P1 between the supply of coal GC and the effect of the fuel supply GC on the vapor pressure P. The simulation of the transfer function H GC-P1 has the form G1 (s) ⋅e −τs , where G 1 (s) is a stable and reversible first-order function. As is known to the specialist and within the framework of the present description, functions in which the variable is s are Laplace transforms.

Величину на выходе цепи 206 моделирования вычитают из давления пара P для получения входа цепи 202 исключения помехи.The value at the output of the simulation circuit 206 is subtracted from the vapor pressure P to obtain the input of the interference avoidance circuit 202.

Цепь 204 определения управляющей переменной без помехи представляет собой передаточную функцию, которая на входе принимает заданное контрольное значение пара PREF, то есть функцию типа

Figure 00000001
, где F1(s) является фильтром типа
Figure 00000006
, где λ1>0 и n превышает порядок
Figure 00000007
.The control variable determination circuit 204 without interference is a transfer function that, at the input, receives a predetermined control value of the pair P REF , i.e., a function of the type
Figure 00000001
 where F 1 (s) is a filter of type
Figure 00000006
 where λ 1 > 0 and n exceeds the order
Figure 00000007
 .

Цепь 202 исключения помехи представляет собой передаточную функцию

Figure 00000008
, где F2(s) является фильтром типа
Figure 00000009
, где λ2>0 и m превышает порядок
Figure 00000010
. Ее результат вычитают из результата цепи 204 определения управляющей переменной без помехи для получения значения подачи угля GC.Interference elimination circuit 202 is a transfer function
Figure 00000008
 where F 2 (s) is a filter of type
Figure 00000009
 where λ 2 > 0 and m exceeds the order
Figure 00000010
 . Its result is subtracted from the result of the control variable determination circuit 204 without interference to obtain the coal feed value GC.

В целом в системе, показанной на фиг.2, заданное контрольное значение PREF проходит через передаточную функцию типа

Figure 00000001
, затем выход цепи 202 исключения помехи вычитают из выхода этой передаточной функции.In general, in the system shown in FIG. 2, a predetermined reference value P REF passes through a transfer function of the type
Figure 00000001
 , then the output of the interference elimination circuit 202 is subtracted from the output of this transfer function.

Подачу топлива GC принимают за вход передаточной функции HGC-P1, выход которой суммируют с выходом передаточной функции HSR-P2, входом которой является открывание регулировочных клапанов SR.The fuel supply GC is taken as the input of the transfer function H GC-P1 , the output of which is added to the output of the transfer function H SR-P2 , the input of which is the opening of the control valves SR.

Сложение этих выходных данных, которые характеризуют соответствующие влияния P1 и Р2 подачи топлива GC и открывания регулировочных клапанов SR на давление P, следовательно, характеризует само это давление Р, так как P=P1+P2. При этом из давления Р вычитают выход передаточной функции моделирования 206 типа G1(s)⋅e-τs, входом которой является подача топлива GC.The addition of this output, which characterizes the corresponding effects P 1 and P 2 of the fuel supply GC and the opening of the control valves SR on the pressure P, therefore, characterizes this pressure P itself, since P = P 1 + P 2 . In this case, the output of the transfer function of the simulation 206 of type G 1 (s) ⋅e -τs , the input of which is the fuel supply GC, is subtracted from the pressure P.

Результатом этого вычитания является вход для передаточной функции исключения помехи 202 типа

Figure 00000011
, выход которой вычитают из выхода передаточной функции 204 типа
Figure 00000012
, входом которой является заданное контрольное значение PREF, как было указано выше.The result of this subtraction is the input for the transfer function of eliminating interference type 202
Figure 00000011
 whose output is subtracted from the output of the transfer function 204 type
Figure 00000012
 whose input is a given reference value P REF , as described above.

На фиг.4 показан контур 400 регулирования электрической мощности W, соответствующий описанному варианту выполнения. Контур 400 регулирования электрической мощности содержит пропорционально-интегральный регулятор 402 и цепь 404 исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения.FIG. 4 shows an electric power control loop 400 W corresponding to the described embodiment. The electric power control circuit 400 comprises a proportional-integral controller 402 and a circuit 404 for eliminating interference and leading tracking of a predetermined value.

Контур 400 регулирования принимает на входе заданное значение электрической мощности EREF, которое устанавливают, в частности, в зависимости от нагрузки электростанции и от потребностей в электричестве, а также в зависимости от физических характеристик электростанции.The control circuit 400 receives at the input a predetermined value of the electric power E REF , which is set, in particular, depending on the load of the power plant and on the demand for electricity, as well as depending on the physical characteristics of the power plant.

Выходом контура 400 регулирования является электрическая мощность W, и он учитывает в качестве помехи давление нагретого пара P, которое является переменной контура 200 регулирования давления пара P. На функциональной схеме на фиг.4 показана реальная цепь 406, функции которой отображают реальную работу устройств теплоэлектростанции 100, показанных на фиг.1, в виде передаточной функции HSR-W между открыванием регулировочных клапанов SR и электрической мощностью W.The output of the control loop 400 is the electrical power W, and it takes into account the pressure of the heated steam P, which is a variable of the steam pressure control loop 200 P. The functional circuit in FIG. 4 shows the real circuit 406, the functions of which reflect the actual operation of the thermal power plant 100 shown in figure 1, in the form of a transfer function H SR-W between the opening of the control valves SR and the electric power W.

Таким образом, входом пропорционально-интегрального регулятора 402 является разность ε между заданным значением электрической мощности WREF и электрической мощностью W, производимой электростанцией.Thus, the input of the proportional-integral controller 402 is the difference ε between the set value of the electric power W REF and the electric power W produced by the power plant.

Цепь 404 исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения принимает на входе заданное контрольное значение электрической мощности WREF и давление пара P, причем последнее учитывается в качестве исключаемой помехи. Давление пара P умножают на коэффициент b внутренней модели электростанции, который связывает давление пара P с электрической мощностью W в уравнении W(t)=a⋅SR(t)+b⋅P(t). Результат вычитают из заданного контрольного значения электрической мощности WREF.The interference elimination circuit 404 and the predetermined setpoint tracking takes on the input a predetermined control value of the electric power W REF and vapor pressure P, the latter being taken into account as the excluded interference. The vapor pressure P is multiplied by the coefficient b of the internal model of the power plant, which relates the vapor pressure P to the electric power W in the equation W (t) = a ⋅ SR (t) + b ⋅ P (t). The result is subtracted from the set reference value of the electric power W REF .

Затем результат этого вычитания делят на коэффициент а внутренней модели электростанции, который связывает открывание регулировочных клапанов SR с электрической мощностью W в уравнении W(t)=a⋅SR(t)+b⋅P(t).Then the result of this subtraction is divided by the coefficient a of the internal model of the power plant, which relates the opening of the control valves SR to the electric power W in the equation W (t) = a⋅SR (t) + b⋅P (t).

Открывание регулировочных клапанов SR на входе турбины 114 получают при помощи выходной данной пропорционально-интегрального регулятора 402, из которой вычитают выход цепи 404 исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения контура 400 регулирования электрической мощности W.The opening of the control valves SR at the inlet of the turbine 114 is obtained using the output of this proportional-integral controller 402, from which the output of the circuit 404 of eliminating interference and leading tracking of the set value of the electric power control circuit 400 W is subtracted.

Таким образом, регулирование электрической мощности W, представленное контуром 400 регулирования, осуществляют посредством опережений по отношению к заданному значению мощности WREF и давлению нагретого пара P. Действительно, уравнение, управляющее поведением электрической мощности, показывает отсутствие динамического эффекта.Thus, the regulation of the electric power W represented by the control circuit 400 is carried out by advances with respect to the set value of the power W REF and the pressure of the heated steam P. Indeed, the equation governing the behavior of the electric power shows no dynamic effect.

Таким образом, в системе, показанной на фиг.4, регулятор PI принимает на входе заданное контрольное значение электрической мощности WREF, из которого вычитают электрическую мощность W; этот регулятор позволяет исключать погрешности моделирования электрической мощности W.Thus, in the system shown in FIG. 4, the PI controller receives at the input a predetermined control value of the electric power W REF , from which the electric power W is subtracted; This regulator allows to exclude errors of simulation of electric power W.

Заданное контрольное значение электрической мощности WREF, из которого вычитают давление пара P, умноженное на b, тоже делят на коэффициент a в цепи 404 исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения.The predetermined reference value of the electric power W REF , from which the vapor pressure P subtracted by b is subtracted, is also divided by the coefficient a in the circuit 404 of eliminating interference and leading tracking of the set value.

Результат этой цепи 404 исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения вычитают из выхода регулятора PI, что дает значение открывания регулировочных клапанов SR.The result of this interference elimination circuit 404 and the tracking of the setpoint is subtracted from the output of the PI controller, which gives the opening value of the control valves SR.

Открывание регулировочных клапанов SR является входом для передаточной функции HSR-W управляемой системы, выходом которой является электрическая мощность W.Opening the SR control valves is the input to the transfer function H SR-W of the controlled system, the output of which is the electrical power W.

Как было указано выше, система управления в соответствии с изобретением основана на моделях процесса, применяемого в теплоэлектростанции, работающей на принципе сжигания топлива. Различные параметры этих моделей могут вытекать из измерений, производимых на месте. Для идентификации передаточных функций HGC-P1 и HSR-P1 контура 200 регулирования давления пара P можно, например, применить метод Стрейца. Для передаточной функции HSR-W производимой электрической мощности W можно применять метод наименьших квадратов.As indicated above, the control system in accordance with the invention is based on process models used in a thermal power plant operating on the principle of fuel combustion. Various parameters of these models may flow from measurements made on site. To identify the transfer functions H GC-P1 and H SR-P1 of the steam pressure control loop 200 P, for example, the Streitz method can be applied. For the transfer function H SR-W of the generated electric power W, the least squares method can be applied.

Преимуществом настоящего изобретения является возможность применения адаптивного регулирования, как показано на фиг.5, которое будет описано ниже, для контура 200 регулирования давления пара P. Оценку параметров в режиме онлайн можно, например, осуществлять при помощи метода ARX (от английского Auto Regressive model with external inputs, что значит авторегрессионная модель с внешним входом).An advantage of the present invention is the possibility of applying adaptive control, as shown in Fig. 5, which will be described below, for the steam pressure control circuit 200 P. Online parameter estimation can, for example, be performed using the ARX method (from the English Auto Regressive model with external inputs, which means an autoregressive model with an external input).

Контроль температуры нагретого пара Т осуществляют при помощи регулятора типа H∞, так как динамическое моделирование температуры не отличается надежностью. В данном конкретном случае интерес представляет надежность самого регулятора H∞.The temperature of the heated steam T is controlled using a controller of type H∞, since dynamic temperature modeling is not reliable. In this particular case, the reliability of the regulator H∞ itself is of interest.

После этого применяют различные правила регулирования, чтобы получить согласованное многовариантное управление контролируемыми величинами.After that, various regulation rules are applied in order to obtain coordinated multivariate control of controlled quantities.

Второй вариант выполнения настоящего изобретения соответствует системе, эквивалентной системе из первого варианта выполнения, только вместо контура 200 регулирования давления пара P, показанного на фиг.2, используют контур 300 регулирования давления пара P, показанный на фиг.3.The second embodiment of the present invention corresponds to a system equivalent to the system of the first embodiment, only instead of the steam pressure control circuit P shown in FIG. 2, the steam pressure control circuit P 300 shown in FIG. 3 is used.

Таким образом, на фиг.3 представлен контур 300 регулирования давления нагретого пара P, соответствующий описанному ниже второму варианту выполнения изобретения. Контур 300 регулирования содержит цепь 302 исключения помехи, цепь 304 определения управляющей переменной, цепь 306 моделирования передаточной функции HGC-P1 между подачей топлива GC и влиянием P1 подачи топлива GC на давление пара P и контур 316 обратной связи без задержки.Thus, FIG. 3 shows a heated steam pressure control loop 300 P corresponding to a second embodiment of the invention described below. The control loop 300 includes an interference avoidance circuit 302, a control variable determination circuit 304, a GC-P1 transfer function simulation circuit H 306 between the GC fuel supply and the influence of the GC fuel supply P1 on the vapor pressure P, and the feedback loop 316 without delay.

Входом контура 300 регулирования является контрольное значение PREF в качестве заданного давления, значение которого устанавливают, в частности, в зависимости от характеристик теплоэлектростанции и от требований безопасности, эффективности и срока службы установок.The input of the control loop 300 is the control value P REF as a predetermined pressure, the value of which is set, in particular, depending on the characteristics of the power plant and on the safety requirements, efficiency and service life of the plants.

Выходом контура 300 регулирования является давление нагретого пара P, а в качестве исключаемой помехи он рассматривает открывание регулировочных клапанов SR на входе турбины 114. На функциональной схеме на фиг.3 показана реальная цепь 308, функции HGC-P1 и HSR-P2 которой характеризуют реальную работу устройств теплоэлектростанции 100, описанных со ссылками на фиг.1. Это отображение реальной цепи 308 предполагает разложение давления нагретого пара P на две составляющие P1 и P2. Первая составляющая давления P1 является составляющей, зависящей от подачи угля GC, которая не учитывает открывания регулировочных клапанов SR. Вторая составляющая давления P1 является составляющей, зависящей от открывания регулировочных клапанов SR, которая не учитывает подачу угля GC.The output of the control circuit 300 is the pressure of the heated steam P, and as excluded interference, he considers the opening of the control valves SR at the inlet of the turbine 114. The functional circuit in FIG. 3 shows the real circuit 308, whose functions H GC-P1 and H SR-P2 characterize the actual operation of the devices of the power plant 100 described with reference to FIG. 1. This mapping of the real circuit 308 involves decomposing the pressure of the heated vapor P into two components P1 and P2. The first pressure component P1 is a component depending on the coal supply GC, which does not take into account the opening of the control valves SR. The second pressure component P1 is a component depending on the opening of the control valves SR, which does not take into account the supply of coal GC.

В данном случае реальная цепь 308 включает в себя две передаточные функции. Передаточная функция HGC-P1 является функцией, связывающей подачу топлива GC с ее влиянием на давление пара P. Передаточная функция HSR-P2 является функцией, связывающей открывание регулировочных клапанов SR с его влиянием на давление пара P.In this case, the real chain 308 includes two transfer functions. The transfer function H GC-P1 is a function linking the GC fuel supply to its effect on the vapor pressure P. The transfer function H SR-P2 is the function linking the opening of the SR control valves to its effect on the vapor pressure P.

Цепь 306 моделирования моделирует передаточную функцию HGC-P1 между подачей угля GC и влиянием P1 подачи угля GC на давление пара P. Эта цепь 306 моделирования не учитывает переменную SR, которая поступает от контура 400 регулирования электрической мощности W.The simulation circuit 306 simulates the transfer function H GC-P1 between the coal supply GC and the influence P1 of the coal supply GC on the vapor pressure P. This simulation circuit 306 does not take into account the variable SR that comes from the electric power control circuit 400 W.

Контур 300 регулирования давления пара P учитывает чистую задержку τ. Чистая задержка τ учитывается в цепи 306 моделирования передаточной функции HGC-P1 между подачей топлива GC и влиянием P1 подачи топлива GC на давление пара P.The steam pressure control circuit 300 P takes into account the net delay τ. The net delay τ is taken into account in the 306 simulation of the transfer function H GC-P1 between the fuel supply GC and the effect of the fuel supply GC P1 on the vapor pressure P.

Моделирование передаточной функции HGC-P1 между GC и P1 имеет вид G1(s)⋅e-τs, где G1(s) является стабильной обратимой функцией первого порядка. Вместе с тем, она включает в себя две передаточные функции G1(s) и е-τs, при этом G1(s) находится перед е-τs в цепи 306 моделирования, причем G1(s) является составляющей, не зависящей от чистой задержки τ, а e-τs является составляющей, соответствующей чистой задержке. Выходную величину цепи 306 моделирования вычитают из давления пара P для получения входа цепи 302 исключения помехи.The simulation of the transfer function H GC-P1 between GC and P1 has the form G1 (s) ⋅e -τs , where G 1 (s) is a stable reversible first-order function. However, it includes two transfer functions G 1 (s) and e- τs , with G 1 (s) being in front of e- τs in the simulation circuit 306, and G 1 (s) is a component independent of net delay τ, and e- τs is the component corresponding to the net delay. The output of the simulation circuit 306 is subtracted from the vapor pressure P to obtain the input of the interference elimination circuit 302.

Контур 300 регулирования давления P включает в себя контур 316 обратной связи без задержки, входом которого является выходная величина передаточной функции G1(s) цепи 306 моделирования, соответствующая составляющей моделирования, не зависящей от чистой задержки τ. Таким образом, эта выходная величина имеет значение G1(s)⋅GC(s). Контур 316 обратной связи без задержки вычитает это последнее значение из заданного значения давления нагретого пара PREF на уровне цепи 304 определения управляющей переменной. Цепь 302 исключения помехи моделирует передаточную функцию R2(s), применяемую к давлению пара P. Передаточная функция R2(s) определяет реакцию на помехи. R2(s) имеет вид 1 - M(s)⋅e-L⋅s.The pressure control loop 300 P includes a no-delay feedback loop 316 whose input is the output of the transfer function G 1 (s) of the simulation circuit 306 corresponding to the simulation component independent of the net delay τ. Thus, this output quantity has the value G 1 (s) ⋅ GC (s). The feedback loop 316 without delay subtracts this last value from the set value of the heated steam pressure P REF at the level of the control variable determination circuit 304. Interference elimination circuit 302 models the transfer function R 2 (s) applied to the vapor pressure P. The transfer function R 2 (s) determines the response to the interference. R 2 (s) has the form 1 - M (s) ⋅e -L⋅s .

Она проверяет следующие условия:She checks the following conditions:

- нули функции 1 - M(s)⋅e-Ls должны компенсировать наиболее медленные полюсы G1(s),- zeros of the function 1 - M (s) ⋅ e -Ls should compensate for the slowest poles of G 1 (s),

- M(0)=1,- M (0) = 1,

- полюсы M(s) расположены таким образом, чтобы получить требуемую динамику.- the poles of M (s) are positioned so as to obtain the desired dynamics.

Ее результат вычитают из заданного значения нагретого пара PREF.Its result is subtracted from the set value of the heated steam P REF .

Цепь 304 определения управляющей переменной принимает на входе заданное значение нагретого пара PREF. Из заданного значения нагретого пара PREF вычитают результат цепи 302 исключения помехи и результат контура 316 обратной связи без задержки. Подачу топлива GC получают посредством применения передаточной функции R1(s) к величине, полученной в результате этих сравнений. Эта передаточная функция R1(s) цепи 306 определения управляющей переменной определяет динамику отслеживания заданного значения и может представлять собой, например, регулятор типа ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный).The control variable determination circuit 304 receives at the input a predetermined value of the heated steam P REF . From the set value of the heated steam P REF, the result of the interference elimination circuit 302 and the result of the feedback loop 316 without delay are subtracted. The fuel supply GC is obtained by applying the transfer function R 1 (s) to the value obtained from these comparisons. This transfer function R 1 (s) of the control variable determination circuit 306 determines the dynamics of tracking the set value and can be, for example, a PID type controller (proportional-integral-differential).

В целом, в системе, показанной на фиг.3, из заданного контрольного значения давления PREF вычитают выход цепи 302 исключения помехи, затем вычитают выход контура 316 без задержки. Результат этих двух вычитаний проходит через передаточную функцию R1(s) для получения значения подачи топлива GC.In general, in the system shown in FIG. 3, the output of the interference elimination circuit 302 is subtracted from the predetermined reference pressure value P REF , then the output of the circuit 316 is subtracted without delay. The result of these two subtractions passes through the transfer function R 1 (s) to obtain the fuel supply value GC.

Это значение подачи топлива GC проходит через передаточную функцию HGC-P1 управляемой системы для получения влияния P1 подачи топлива GC на давление пара P.This value GC fuel passes through the transfer function H GC-P1 controlled system for impact P 1 GC supply fuel to the vapor pressure P.

Открывание регулировочных клапанов SR проходит через передаточную функцию HSR-P2 управляемой системы для получения влияния P2 открывания регулировочных клапанов SR на давление пара P.The opening of the control valves SR passes through the transfer function H SR-P2 of the controlled system to obtain the effect of P 2 opening the control valves SR on the vapor pressure P.

Сумма соответствующих влияний P1 и P2 подачи топлива GC и открывания регулировочных клапанов SR дает давление пара P.The sum of the respective influences P 1 and P 2 of the fuel supply GC and the opening of the control valves SR gives the vapor pressure P.

Подача топлива GC проходит через передаточную функцию G1(s), выход которой, с одной стороны, возвращается контуром 316 без задержки, как было указано выше, и, с другой стороны, является входом для передаточной функции e-τ⋅s, выход которой вычитают из давления нагретого пара P. Результат этого вычитания проходит через передаточную функцию R2(s) цепи 302 исключения помехи, выход которой вычитают из заданного контрольного значения давления PREF, как было указано выше.The fuel supply GC passes through the transfer function G 1 (s), the output of which, on the one hand, is returned by the circuit 316 without delay, as mentioned above, and, on the other hand, is the input to the transfer function e -τ⋅s , the output of which subtract from the pressure of the heated steam P. The result of this subtraction passes through the transfer function R 2 (s) of the interference elimination circuit 302, the output of which is subtracted from the set reference pressure value P REF , as described above.

Фиг.5 иллюстрирует возможность применения известного специалисту адаптивного регулирования в рамках первого варианта выполнения. Эта возможность не ограничительно касается применения адаптивного регулирования для контура 200 регулирования давления пара P.5 illustrates the possibility of applying adaptive regulation known to the person skilled in the art as part of the first embodiment. This possibility is not limited to the use of adaptive control for the steam pressure control loop 200 P.

Так, на фиг.5 представлено адаптивное регулирование, в котором входными данными являются переменные величины системы, которые могут присутствовать в контуре 200 регулирования давления пара P, такие как подача топлива GC, открывание регулировочных клапанов SR и давление пара P.So, FIG. 5 shows an adaptive control in which the input is system variables that may be present in the steam pressure control circuit 200 P, such as the fuel supply GC, the opening of the control valves SR and the steam pressure P.

На основании измерения этих переменных адаптивное регулирование позволяет производить оценку в реальном времени параметров контура 200 регулирования давления пара P, например, присутствующих в передаточных функциях цепи 202 исключения помехи, цепи 204 определения управляющей переменной без помехи и цепи 206 моделирования передаточной функции HGC-P1 между подачей топлива GC и влиянием P1 подачи топлива GC на давление пара P. Регулярное измерение входных переменных позволяет постоянно обновлять значения, принимаемые параметрами, оцениваемыми в режиме онлайн посредством адаптивного регулирования.Based on the measurement of these variables, adaptive control allows a real-time assessment of the parameters of the steam pressure control loop 200 P, for example, those present in the transfer functions of the interference elimination circuit 202, the control variable definition circuit 204 without interference, and the transmission function simulation circuit 206 H GC-P1 between fuel supply GC and the influence of P1 fuel supply GC on the vapor pressure P. Regular measurement of input variables allows you to constantly update the values taken by the parameters evaluated in press online through adaptive regulation.

Оценку параметров в режиме онлайн можно производить, например, при помощи метода ARX (от английского English Auto Regressive model with external inputs, то есть авторегрессивная модель с внешним входом). Эквивалентное адаптивное регулирование возможно также и для второго варианта выполнения, отличительные признаки которого представлены на фиг.3.Parameters can be evaluated online, for example, using the ARX method (from the English English Auto Regressive model with external inputs, that is, an autoregressive model with an external input). Equivalent adaptive regulation is also possible for the second embodiment, the distinctive features of which are presented in figure 3.

Фиг.6А и 6В иллюстрируют сравнение между поведенческими реакциями угольной теплоэлектростанции, управляемой при помощи системы управления согласно первому варианту выполнения изобретения и при помощи системы управления с регуляторами типа H∞.6A and 6B illustrate a comparison between behavioral reactions of a coal-fired power plant controlled by a control system according to a first embodiment of the invention and by a control system with regulators of type H∞.

На фиг.6А для сравнения представлено регулирование согласно изобретению в виде сплошной линии и регулирование при помощи регуляторов типа H∞ пунктирной линией для производимой электрической мощности W и давления пара P в ответ на ступенчатое изменение заданного значения электрической мощности W. Заявленная система обеспечивает лучшее, в частности более быстрое, отслеживание мощности W с одновременным ограничением колебаний. Давление пара P регулируется лучше, поскольку оно меньше колеблется относительно заданного значения 155 бар.On figa for comparison presents the control according to the invention in the form of a solid line and the regulation using regulators of type H∞ with a dashed line for the generated electric power W and steam pressure P in response to a stepwise change in the set value of the electric power W. The claimed system provides the best In particular, faster tracking of W power while limiting fluctuations. The vapor pressure P is better regulated because it fluctuates less with respect to the set value of 155 bar.

На фиг.6В для сравнения представлено регулирование согласно изобретению в виде сплошной линии и регулирование при помощи регуляторов типа H∞ пунктирной линией для подачи топлива GC и открывания регулировочных клапанов SR в ответ на те же ступенчатые изменения электрической мощности, что и на фиг.6А.FIG. 6B shows, for comparison, the control according to the invention in the form of a solid line and the regulation by means of type H∞ regulators with a dashed line for supplying fuel GC and opening the control valves SR in response to the same step changes in electric power as in FIG. 6A.

Система в соответствии с изобретением обеспечивает значительное уменьшение колебаний подачи топлива GC. Это качество управления позволяет снизить влияние воздействий на комплекс 102, включающий в себя котел 103 и его вспомогательные устройства, и обеспечивает оптимальную эксплуатацию органов очистки. Таким образом, регулирование теплоэлектростанции 100 при помощи заявленной системы является более динамичным и одновременно обеспечивает снижение напряжения на котел 103.The system in accordance with the invention provides a significant reduction in fluctuations in the GC fuel supply. This quality of control reduces the impact on the complex 102, which includes the boiler 103 and its auxiliary devices, and ensures optimal operation of the cleaning organs. Thus, the regulation of the power plant 100 using the claimed system is more dynamic and at the same time provides a reduction in voltage to the boiler 103.

Вторым объектом изобретения является теплоэлектростанция, содержащаяThe second object of the invention is a thermal power plant, containing

- комплекс 102, включающий в себя котел 103 и его вспомогательные устройства, для которых применяют подачу топлива GC и которые являются источником тепла для контура рабочей текучей среды таким образом, чтобы она находилась в паровой фазе в части указанного контура,- a complex 102, including a boiler 103 and its auxiliary devices, for which a GC fuel supply is used and which are a heat source for the working fluid circuit in such a way that it is in the vapor phase in a part of the specified circuit,

- турбину 114, питаемую указанным паром при давлении P и при температуре T, при этом указанная турбина 114 механически связана с электрическим генератором 116, производящим электрическую мощность W, при этом питание паром указанной турбины 114 характеризуется открыванием SR регулировочных клапанов, находящихся на входе указанной турбины 114,- a turbine 114 fed by said steam at a pressure P and at a temperature T, while said turbine 114 is mechanically connected to an electric generator 116 producing electric power W, while the steam supply to said turbine 114 is characterized by opening SR control valves located at the inlet of said turbine 114,

- систему управления, являющуюся первым объектом изобретения.- a control system, which is the first object of the invention.

Третьим объектом изобретения является способ управления теплоэлектростанцией, являющейся вторым объектом изобретения, в котором:A third aspect of the invention is a method for controlling a thermal power plant, which is a second aspect of the invention, in which:

- давление пара P регулируют при помощи контура регулирования давления пара P,- the steam pressure P is controlled using the steam pressure control loop P,

- электрическую мощность регулируют при помощи контура регулирования электрической мощности W,- electric power is regulated using the electric power control loop W,

при этом по меньшей мере один из контуров регулирования основан на управлении типа внутренней модели, учитывающем чистую задержку τ одного из параметров внутренней модели электростанции, при этом для каждого из контуров регулирования переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре.at least one of the control loops is based on control of the internal model type, taking into account the net delay τ of one of the parameters of the power plant’s internal model, and for each of the control loops, the variable of one loop is taken into account as interference in another loop.

В целом третий объект изобретения касается любого применения системы управления, являющейся первым объектом, в теплоэлектростанции и любого способа управления теплоэлектростанцией при помощи системы управления, являющейся первым объектом.In General, the third object of the invention relates to any application of the control system, which is the first object, in a thermal power plant, and any method of controlling a thermal power plant using a control system, which is the first object.

Claims (29)

1. Система управления для многовариантного регулирования теплоэлектростанции, предназначенной для генерирования электричества посредством сжигания топлива и содержащей:1. A control system for multivariate regulation of a thermal power plant designed to generate electricity by burning fuel and containing: - комплекс (102), включающий в себя котел (103) и его вспомогательные устройства, для которых применяют подачу топлива (GC) и которые являются источником тепла для контура рабочей текучей среды, так чтобы она находилась в паровой фазе в части указанного контура,- a complex (102), including a boiler (103) and its auxiliary devices, for which a fuel supply (GC) is used and which are a heat source for the working fluid circuit, so that it is in the vapor phase in part of the specified circuit, - турбину (114), питаемую указанным паром при давлении (Р) пара и температуре (Т), при этом указанная турбина (114) механически связана с электрическим генератором (116), генерирующим электрическую мощность (W), при этом для питания паром указанной турбины (114) открываются (SR) регулировочные клапаны, находящиеся на входе указанной турбины (114), при этом указанная система управления содержит:- a turbine (114) fed by said steam at steam pressure (P) and temperature (T), while said turbine (114) is mechanically connected to an electric generator (116) generating electric power (W), while for supplying steam to said the turbines (114) open (SR) control valves located at the inlet of the specified turbine (114), while the specified control system contains: контур (200, 300) регулирования давления пара (Р), имеющий управляющую переменную и заданное значение (PREF),a steam pressure control loop (200, 300) (P) having a control variable and a setpoint (P REF ), контур (400) регулирования электрической мощности (W), имеющий управляющую переменную и заданное значение (WREF),electrical power control loop (400) having a control variable and setpoint (W REF ), при этом по меньшей мере один из контуров (200, 300, 400) регулирования основан на управлении типа внутренней модели, которая включает в себя отображение контролируемого физического процесса и учитывает чистую задержку τ одного из параметров внутренней модели электростанции, причем для каждого из контуров (200, 300, 400) регулирования переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре, аat least one of the control loops (200, 300, 400) is based on the control of the type of internal model, which includes the display of the controlled physical process and takes into account the net delay τ of one of the parameters of the internal model of the power plant, and for each of the loops (200 , 300, 400) of regulation, the variable of one circuit is taken into account as interference in another circuit, and контур (200, 300) регулирования давления пара (Р) содержит цепь (206, 306) моделирования передаточной функции (HGC-P1) между подачей топлива (GC) и влиянием (Р1) подачи топлива (GC) на давление пара (Р), при этом указанная цепь (206, 306) моделирования не учитывает переменную контура (400) регулирования электрической мощности (W), учитываемой в качестве помехи в указанном контуре (200, 300) регулирования давления пара (Р).the steam pressure control loop (200, 300) (P) contains a circuit (206, 306) for simulating the transfer function (H GC-P1 ) between the fuel supply (GC) and the effect (P1) of the fuel supply (GC) on the steam pressure (P) however, the specified simulation circuit (206, 306) does not take into account the variable of the electric power control loop (400), taken into account as interference in the specified steam pressure control loop (P, 200, 300). 2. Система управления по п. 1, в которой контур (200, 300) регулирования давления пара (Р) содержит цепь (202, 302) исключения помехи для учета в качестве помехи переменной контура регулирования электрической мощности (W).2. The control system according to claim 1, wherein the steam pressure control loop (P) (200) comprises a circuit (202, 302) to eliminate interference to account for the variable electrical power control loop (W) as interference. 3. Система управления по п. 1, в которой переменной контура (400) регулирования электрической мощности (W), учитываемой в качестве помехи в указанном контуре регулирования давления пара (Р), является открывание регулировочных клапанов (SR) на входе турбины (114).3. The control system according to claim 1, in which the variable power control circuit (400), taken into account as interference in said steam pressure control circuit (P), is to open the control valves (SR) at the turbine inlet (114) . 4. Система управления по п. 1, в которой чистую задержку τ учитывают в контуре (200, 300) регулирования давления пара (Р) в цепи (206, 306) моделирования передаточной функции (HGC-P1) между подачей топлива (GC) и влиянием (Р1) подачи топлива (GC) на давление пара (Р).4. The control system according to claim 1, in which the net delay τ is taken into account in the steam pressure control circuit (200) (P) in the circuit (206, 306) of the transfer function simulation (H GC-P1 ) between the fuel supply (GC) and the effect (P1) of the fuel supply (GC) on the vapor pressure (P). 5. Система управления по п. 1, в которой цепь (206) моделирования передаточной функции (HGC-P1) между подачей топлива (GC) и влиянием (Р1) подачи топлива (GC) на давление пара (Р) имеет вид G1(s)⋅e-τS, где G1(s) является стабильной функцией первого порядка.5. The control system according to claim 1, in which the chain (206) simulating the transfer function (H GC-P1 ) between the fuel supply (GC) and the effect (P1) of the fuel supply (GC) on the vapor pressure (P) has the form G 1 (s) ⋅e -τS , where G 1 (s) is a stable first-order function. 6. Система управления по п. 1, в которой контур (200) регулирования давления пара (Р) содержит цепь (204) определения управляющей переменной без помехи для определения управляющей переменной без помехи на основании заданного значения давления пара (PREF).6. The control system according to claim 1, wherein the steam pressure control loop (P) (P) comprises a chain (204) for determining a control variable without interference to determine a control variable without interference based on a predetermined value of the steam pressure (P REF ). 7. Система управления по п. 6, в которой контур (200, 300) регулирования давления пара (Р) содержит цепь (202, 302) исключения помехи для учета в качестве помехи переменной контура регулирования электрической мощности (W), при этом управляющей переменной контура (200) регулирования давления пара (Р) является значение подачи топлива (GC), которое получают на выходе цепи (204) определения управляющей переменной без помехи и из которого вычитают выходные данные цепи (202) исключения помехи.7. The control system according to claim 6, in which the steam pressure control loop (P) (200) includes a circuit (202, 302) for eliminating interference to account for the interference of the variable electric power control loop (W), while the control variable the steam pressure control loop (200) (P) is the fuel supply value (GC), which is obtained at the output of the control variable determination circuit (204) without interference and from which the output of the interference elimination circuit (202) is subtracted. 8. Система управления по п. 1, которая содержит цепь (204) определения управляющей переменной без помехи, цепь (202) исключения помехи и цепь (206) моделирования передаточной функции (HGC-P1) между подачей топлива (GC) и влиянием (Р1) подачи топлива (GC) на давление пара (Р) в виде G1(s)⋅e-τS, где G1(s) является стабильной функцией первого порядка, при этом:8. The control system according to claim 1, which contains a chain (204) for determining the control variable without interference, a chain (202) for eliminating interference, and a chain (206) for modeling the transfer function (H GC-P1 ) between the fuel supply (GC) and the influence of ( P1) fuel supply (GC) to the vapor pressure (P) in the form G 1 (s) ⋅e -τS , where G 1 (s) is a stable first-order function, while: цепь (204) определения управляющей переменной без помехи представляет собой передаточную функцию типа G1 -1(s)⋅F1(s), где F1(s) является фильтром порядка, превышающего или равного порядку G1(s), и входными данными функции является заданное значение давления пара (PREF),the chain (204) for determining the control variable without interference is a transfer function of the type G 1 -1 (s) ⋅ F 1 (s), where F 1 (s) is a filter of an order greater than or equal to the order of G 1 (s), and the input function data is the set value of the vapor pressure (P REF ), цепь (202) исключения помехи представляет собой передаточную функцию G1 -1(s)⋅F2(s), где F2(s) является фильтром порядка, превышающего или равного порядку G1(s).the interference elimination circuit (202) is a transfer function G 1 −1 (s) ⋅ F 2 (s), where F 2 (s) is a filter of an order greater than or equal to the order of G 1 (s). 9. Система управления по п. 4, в которой контур (300) регулирования давления пара (Р) включает в себя контур (316) обратной связи без задержки, чтобы при определении подачи топлива (GC) учитывать часть указанной цепи (306) моделирования передаточной функции между подачей топлива (GC) и влиянием (Р1) подачи топлива (GC) на давление пара (Р), которая не зависит от чистой задержки τ.9. The control system according to claim 4, in which the steam pressure control circuit (300) (P) includes a feedback loop (316) without delay, so that when determining the fuel supply (GC), take into account part of the specified transmission simulation circuit (306) the function between the fuel supply (GC) and the effect (P1) of the fuel supply (GC) on the vapor pressure (P), which is independent of the net delay τ. 10. Система управления по п. 1, в которой переменной контура (200, 300) регулирования давления (Р), учитываемой в качестве помехи в указанном контуре (400) регулирования электрической мощности (W), является давление пара (Р).10. The control system according to claim 1, in which the variable pressure (P), taken into account as an interference in the specified power control circuit (400), is steam pressure (P). 11. Система управления по п. 1, в которой контур (400) регулирования электрической мощности (W) содержит пропорционально-интегральный регулятор (402) и цепь (404) исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения для учета переменной контура (200) регулирования давления пара (Р) в качестве помехи.11. The control system according to claim 1, in which the circuit (400) for regulating electric power (W) contains a proportional-integral controller (402) and a circuit (404) for eliminating interference and leading tracking of the setpoint to account for the variable pressure control loop (200) pair (P) as interference. 12. Система управления по п. 11, в которой значение открывания регулирующих клапанов (SR) на входе турбины (114) получают при помощи выходных данных пропорционально-интегрального регулятора (402), из которых вычитают выходные данные цепи (404) исключения помехи и опережающего отслеживания заданного значения контура (400) регулирования электрической мощности (W).12. The control system according to claim 11, in which the value of the opening of the control valves (SR) at the turbine inlet (114) is obtained using the output of the proportional-integral controller (402), from which the output of the circuit (404) of eliminating interference and leading monitoring the setpoint value of the electric power control loop (400) (W). 13. Система управления по п. 1, в которой параметры контура (200, 300) регулирования, основанного на управлении типа внутренней модели, рассчитывают в режиме онлайн при помощи метода адаптивного регулирования, при этом входными данными для указанного адаптивного регулирования являются переменные (GC, SR, Р) системы управления.13. The control system according to claim 1, in which the parameters of the control loop (200, 300) based on the control of the type of internal model are calculated online using the adaptive control method, while the input data for the specified adaptive control are variables (GC, SR, P) control system. 14. Теплоэлектростанция, содержащая:14. Thermal power plant containing: комплекс (102), включающий в себя котел (103) и его вспомогательные устройства, для которых применяют подачу топлива (GC) и которые являются источником тепла для контура рабочей текучей среды, так чтобы она находилась в паровой фазе в части указанного контура,a complex (102), including a boiler (103) and its auxiliary devices, for which a fuel supply (GC) is used and which are a heat source for the working fluid circuit, so that it is in the vapor phase in part of the specified circuit, турбину (114), питаемую указанным паром при давлении (Р) и температуре (Т), при этом указанная турбина (114) механически связана с электрическим генератором (116), генерирующим электрическую мощность (W), при этом для питания паром указанной турбины (114) открываются (SR) регулировочные клапаны, находящиеся на входе указанной турбины (114),a turbine (114) fed by said steam at a pressure (P) and temperature (T), wherein said turbine (114) is mechanically connected to an electric generator (116) generating electric power (W), while for supplying steam to said turbine ( 114) open (SR) control valves located at the inlet of the specified turbine (114), отличающаяся тем, что содержит систему управления по одному из предыдущих пунктов.characterized in that it contains a control system according to one of the preceding paragraphs. 15. Способ управления теплоэлектростанцией по п. 14, характеризующийся тем, что:15. The method of controlling a power plant according to claim 14, characterized in that: давление пара (Р) регулируют при помощи контура (200, 300) регулирования давления пара (Р), иthe vapor pressure (P) is controlled by the steam pressure control loop (P), (200), and электрическую мощность регулируют при помощи контура (400) регулирования электрической мощности (W),electrical power is controlled by a power control loop (400), (W), при этом по меньшей мере один из контуров (200, 300, 400) регулирования выполняют на основе управления типа внутренней модели, с учетом чистой задержки τ одного из параметров внутренней модели электростанции, при этом для каждого из контуров (200, 300, 400) регулирования переменную одного контура учитывают в качестве помехи в другом контуре.at least one of the control loops (200, 300, 400) is performed on the basis of the control of the internal model type, taking into account the net delay τ of one of the parameters of the power plant’s internal model, while for each of the control loops (200, 300, 400) a variable in one loop is taken into account as interference in another loop.
RU2013157365A 2011-05-26 2012-05-25 Control system for thermal power plant multivariant control RU2611113C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1154589A FR2975797B1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 CONTROL SYSTEM FOR MULTIVARIABLE REGULATION OF FLAME THERMAL POWER PLANT
FR1154589 2011-05-26
PCT/EP2012/059898 WO2012160206A1 (en) 2011-05-26 2012-05-25 Control system for multivariable regulation of a fossil fuel power station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157365A RU2013157365A (en) 2015-07-10
RU2611113C2 true RU2611113C2 (en) 2017-02-21

Family

ID=46207997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157365A RU2611113C2 (en) 2011-05-26 2012-05-25 Control system for thermal power plant multivariant control

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140217745A1 (en)
EP (1) EP2715074B1 (en)
JP (1) JP6037519B2 (en)
KR (1) KR20140051179A (en)
FR (1) FR2975797B1 (en)
RU (1) RU2611113C2 (en)
WO (1) WO2012160206A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110957808A (en) * 2019-10-21 2020-04-03 国网上海市电力公司 Double-bus voltage interaction network connection framework of HSR measurement and control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098037A2 (en) * 1982-05-07 1984-01-11 The Babcock & Wilcox Company Electric power generation systems and methods of operating such systems
EP0100532A2 (en) * 1982-08-03 1984-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Power plant control method
SU1569931A2 (en) * 1988-05-13 1990-06-07 Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Device for distribution of active power in power system
EP1002936A2 (en) * 1998-11-18 2000-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Process for preheating condensate in a feed water tank of a steam power plant
RU2376693C2 (en) * 2004-12-16 2009-12-20 Анил Ласанта Майкл ПЕРЕРА Reduction of multi-version energy generation prime cost by using currently most profitable version of production

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5316889B2 (en) * 1972-08-30 1978-06-05
US4445180A (en) * 1973-11-06 1984-04-24 Westinghouse Electric Corp. Plant unit master control for fossil fired boiler implemented with a digital computer
JPS5569707A (en) * 1978-11-17 1980-05-26 Hitachi Ltd Turbine adjustment valve controlling system
JPS5593906A (en) * 1979-01-10 1980-07-16 Hitachi Ltd Controller for turbine regulating valve in pressure change operation
JP2563099B2 (en) * 1992-05-04 1996-12-11 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Forced once-through steam generator
JP2004245143A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Toshiba Corp Control device and control method for steam turbine
AU2007312222A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for the identification of a delay-susceptible control path, control device, and computer program product
JP2009085442A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Babcock Hitachi Kk Boiler dynamic characteristic fairing device of boiler control device, and boiler control method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098037A2 (en) * 1982-05-07 1984-01-11 The Babcock & Wilcox Company Electric power generation systems and methods of operating such systems
EP0100532A2 (en) * 1982-08-03 1984-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Power plant control method
SU1569931A2 (en) * 1988-05-13 1990-06-07 Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Device for distribution of active power in power system
EP1002936A2 (en) * 1998-11-18 2000-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Process for preheating condensate in a feed water tank of a steam power plant
RU2376693C2 (en) * 2004-12-16 2009-12-20 Анил Ласанта Майкл ПЕРЕРА Reduction of multi-version energy generation prime cost by using currently most profitable version of production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N. RADMILOVIC ET AL. "One solution of main controller in thermal power plants", JOURNAL OF AUTOMATIC CONTROL, 2008, vol. 18, no. 1, p. 5-8. *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2975797A1 (en) 2012-11-30
RU2013157365A (en) 2015-07-10
JP6037519B2 (en) 2016-12-07
WO2012160206A1 (en) 2012-11-29
KR20140051179A (en) 2014-04-30
US20140217745A1 (en) 2014-08-07
FR2975797B1 (en) 2020-01-24
JP2014522461A (en) 2014-09-04
EP2715074A1 (en) 2014-04-09
EP2715074B1 (en) 2018-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190196425A1 (en) Method for Determining and Tuning Process Characteristic Parameters Using a Simulation System
Krüger et al. Optimization of boiler start-up using a nonlinear boiler model and hard constraints
US10151213B2 (en) State observer for a steam generator of a thermal power plant
JP6544735B2 (en) System and method for improved combined cycle control
Alobaid et al. A comparative study of different dynamic process simulation codes for combined cycle power plants–Part B: Start-up procedure
Draganescu et al. Generalized predictive control for superheated steam temperature regulation in a supercritical coal-fired power plant
PL212103B1 (en) Method of effecting control in an input- and error-actuated control system and control device for actuating and stopping a processing component of an engineering process
CA2943023C (en) Feedforward control with intermittent re-initialization based on estimated state information
Casella et al. An optimization procedure of the start-up of combined cycle power plants
Sedić et al. Dynamic model of a natural water circulation boiler suitable for on-line monitoring of fossil/alternative fuel plants
Mehrpanahi et al. A novel dynamic modeling of an industrial gas turbine using condition monitoring data
Safarzadeh et al. Identification and robust water level control of horizontal steam generators using quantitative feedback theory
JP2014181570A (en) Steam turbine control device
Ata et al. Comparison and validation of three process simulation programs during warm start-up procedure of a combined cycle power plant
TWI682126B (en) Fuel reduction rate output system, fuel reduction rate output method, and computer program product for fuel reduction rate output
RU2611113C2 (en) Control system for thermal power plant multivariant control
JP6032847B2 (en) Steam turbine start control system
CN113454542A (en) Information processing device, information processing method, and information processing program
Tsoutsanis et al. Performance assessment of classical and fractional controllers for transient operation of gas turbine engines
Hubka et al. The practical possibilities of steam temperature dynamic models application
JPS6346303A (en) Steam temperature controller for thermal power generating boiler
Dietl et al. Start up optimization of Combined Cycle Power Plants: Controller development and real plant test results
Niva et al. Control of a benchmark boiler process model with DMC and QDMC
Jims et al. An Improved Method to Control the Critical Parameters of a Multivariable Control System
Wen et al. Passivity based control of drum boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180526