一种超超临界火电机组控制分离器温度的预测控制方法与流程

文档序号：11431789阅读：572来源：国知局

本发明涉及机电控制技术领域，具体地说是一种超超临界火电机组控制分离器温度的预测控制方法。

背景技术：

分离器温度的预测控制问题是超超临界火电机组控制面临的一大难点。新的火电机组生产过程控制技术，既能保证机组功率的快速响应，又能避免或降低负荷变化引起的机组热能动力损失。

在实际生产中，为了满足电力用户的需求。我国电网和电厂的运行，对电力的供需都有严格的标准，制定相关的细则。对并网机组的一次调频按照一次调频功能、投运时间、一次调频性能等进行考核，诸如：电量考核、机组agc平均调节速率、agc调节精度等进行考核。这些要求对并网机组都有相当的难度，为此着眼对火电机组的并网相关技术进行改进，提升超临界火电机组控制分离器温度预测的控制，具有重大意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种可验证的超超临界火电机组控制分离器温度的预测控制方法。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种超超临界火电机组控制分离器温度的预测控制方法，包括如下步骤：

步骤1)：确定受控自回归滑动平均模型；

上式中，tsp(k)为k时刻分离器的温度，℃；fwr(k-1)为k-1时刻的燃水比；fw(k-1)为k-1时刻的总给水量，t/h；fuf(k-1)为k-1时刻的给煤量前馈，t/h；tm(k-1)为k-1时刻的汽机阀门开度，％；ξ2(k)表示k时刻均值为零的白噪声序列；f(x)fw表示总给水量函数；

fu(t)＝fwr(t)(fw(t)f(x)fw+fuf)，fu(t)为t时刻的总给煤量，t/h；fwr(t)为t时刻的燃水比；fw(t)为t时刻的总给水量，t/h；fuf为给煤量前馈，t/h；a2、b3、b4、c2均为多项式系数；δ＝1-q^-1为增量系数；为构成diophantine方程的常量；k、j为与时间相关的常量；q^-1表示diophantine逆矩阵；

步骤2)：计算tsp(k+j)

式中，分别为ej、fj阶段完全燃烧产生的热能；

tsp(k+j)为k+j时刻分离器的温度，℃；fwr(k+j-1)为k+j-1时刻的燃水比；fw(k+j-1)为k+j-1时刻的总给水量，t/h；fuf(k-1)为k-1时刻的给煤量前馈，t/h；tm(k+j-1)为k+j-1时刻的汽机阀门开度，％；ξ2(k+j)表示k+j时刻均值为零的白噪声序列；

步骤3)：计算tsp(k+j)的估计值

步骤4)：根据实际情况，确定未来各时刻的δfw(k+j)，δfuf(k+j)，δtm(k+j)；

步骤5)：确定在k时刻的确定信息；

步骤6)：确定在k时刻未知的信息；

步骤7)：计算得出实际控制量向量。

由超临界机组的动态特性试验可知，分离器出口温度与给水流量、燃料量及汽机的调门开度有关。在本发明中，用燃料量来调节分离器温度，由于燃料量取决于燃水比和给水流量，而给水流量由预测控制获得；因此，实际上可用燃水比来调节分离器的温度。

进一步地，步骤2)中，通过构造diophantine方程得到tsp(k+j)计算公式，过程如下：

步骤21)，令和构成以下diophantine方程

式中，δ＝1-q^-1，分别为ej、fj阶段完全燃烧产生的热能；q^-j表示在j时刻的逆矩阵、a2表示多项式系数；

步骤22)，式1-1两边同乘同时将a2(q^-1)简化为a2，其它多项式同此作简化

式中，tsp(k+j)为k+j时刻分离器的温度，℃；fwr(k+j-1)为k+j-1时刻的燃水比；fw(k+j-1)为k+j-1时刻的总给水量，t/h；fuf(k-1)为k-1时刻的给煤量前馈，t/h；tm(k+j-1)为k+j-1时刻的汽机阀门开度，％；ξ2(k+j)表示k+j时刻均值为零的白噪声序列；

步骤23)，将式1-2代入式1-3，并移项得：

进一步地，步骤3)中，的计算公式如下：

式中，fu(k+j-1)＝fwr(k+j-1)[fw(k+j-1)f(x)fw+fuf(k+j-1)]，为权值；为tsp(k)的估计值；

令其中i＝4,5,6；

m表示变量取值范围。

进一步地，步骤4)中，

式中，βfw<1，βfuf<1，βtm<1；βfw^j+1、βfuf^j、βtm^j均为调节参数。

进一步地，步骤5)中，在k时刻的确定信息如下：

进一步地，步骤6)包括：

步骤61)，

其中，f2表示预测控制系数；

步骤62)，令:

步骤63)，设中间控制增量向量为：

步骤64)，设实际控制量向量为：

fwr＝[fwr(k)fwr(k+1)...fwr(k+n-1)]^t式1-15

步骤65)，设输出信息向量为：

步骤66)，在k时刻已知的信息向量为：

h2＝[h2(k+1)h2(k+2)...h2(k+n)]^t式1-17

则

步骤67)，设参考轨迹为:

tsp0＝[tsp0(k+1)tsp0(k+2)...tsp0(k+n)]^t式1-19

式中，tsp0(k+j)为k+j时刻的分离器温度定值；

步骤68)，令目标函数为

式中，γ2为权值，根据最小二乘法则，得到如下控制规律：

式中，i表示单位矩阵；

得：

步骤69)，令：

r＝(fw(k-1)f(x)fw+fuf(k-1))·[1p(1)^-1p(2)^-1p(n-1)^-1]^t式1-24

其中，r表示节能部分获取的燃水比值。

进一步地，步骤7)中，实际控制量向量的计算公式如下：

本发明给出一种用燃料量来调节分离器温度的方法，由于燃料量取决于燃水比和给水流量，而给水流量由预测控制获得。因此，用燃水比来调节分离器的温度效率更高，能够实现机组控制的高效节能燃水比的广义预测控制。

本发明的有益效果在于：本发明为一种能够在实现机组控制的高效节能燃水比的广义预测控制的同时，基于温度预测的控制方法，具有良好的安全节能性和实际应用价值。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明分离器温度控制技术路线流程图。

具体实施方式

下面参照附图，进一步说明本发明。

一种超超临界火电机组控制分离器温度的预测控制方法，包括如下步骤。