一种基于决策函数的压力前馈控制方法与流程

本发明涉及火力发电领域，尤其涉及一种基于决策函数的压力前馈控制方法，用于提高直流锅炉机组协调控制系统主蒸汽压力调节品质。

背景技术：

随着经济的发展，大容量机组的比例越来越大，目前对于火力发电机组都要求自身具备能参与电网调频、调峰的能力，随着电力电网技术和智能电网技术的发展，电网调度中心对火力发电厂大中型机组的调节品质要求也越来越高，这些要求主要包括：大范围的负荷变动，良好的负荷静态、动态跟踪性能、稳定性能等。因此技术人员对现有控制逻辑进行优化，更好的保证机组协调系统方面参数的稳定。

由于电网要求的提高，对协调方面参数的准确性、策略的合理性提出了更高的要求，一旦整定参数存在偏差、策略设置不合理及机组特性产生偏差，会对协调系统的调节品质造成很大的影响，从而无法满足电网考核的要求。其中主蒸汽压力是协调控制系统中重要的几个参数之一，主蒸汽压力调节品质的好坏，直接影响协调系统的调节品质。为了提高协调控制系统的适应性，防止控制对象特性发生变化或特殊工况导致主蒸汽压力偏差大，提高主蒸汽压力的调节品质，在正常运行的协调控制基础上，本发明提出了一种基于决策函数的压力前馈控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提高协调控制系统的适应性，防止控制对象发生变化或特殊工况（如启停磨、高低加解列、agc指令频繁变化等）导致主蒸汽压力偏差大，提高主蒸汽压力的调节品质，提供了一种基于决策略函数的压力前馈控制方法，基于决策函数的压力前馈不与现有协调控制系统的压力前馈重叠，现有压力前馈为连续模拟量控制，基于决策函数的压力前馈为“开关式”模拟量控制，只有当现有协调控制系统调节的压力超过限值后才会起作用，提高现有协调控制系统的压力调节品质。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于决策函数的压力前馈控制方法，该方法包含压力偏差决策函数回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路。

第一部分压力偏差决策函数回路。根据主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值进行偏差计算（设定值-实际值），对产生偏差值进行判断，决策出六种模式，三种实际值偏小模式，三种实际值偏大模式。其中当偏差在对应决策区域内，对应的模式触发为“1”，偏差不在决策区域内时，对应的模式恢复为“0”。

第二部分条件函数回路。每一种模式都有对应的压力前馈分量，根据压力偏差决策函数回路决策出的模式，选择相应模式对应的前馈量，其中当模式恢复为“0”时，模式对应的前馈量也为“0”。

第三部分压力偏差前馈生成回路。根据六种模式生成的对应前馈量进行求和计算，并经过速率限制后输出，最为最终的压力前馈量（pf01）。

具体如下：

s1.压力偏差决策回路：计算主蒸汽压力设定值与实际压力偏差；压力偏差大于零时，根据a1，a2，a3、b1、b2、b3值的大小，决策回路决策出m1、m2、m3模式中的一种或几种组合；压力偏差小于零时，根据a4，a5，a6、b4、b5、b6值的大小，决策函数决策出m4、m5、m6模式中的一种或几种组合；

s2.条件函数回路：根据决策出触发的模式选择对应的前馈量，其中m1模式触发选择c1、m2模式触发选择c2、m3模式触发选择c3、m4模式触发选择c4、m5模式触发选择c5、m6模式触发选择c6，若模式不触发则为零；

s3.压力偏差前馈生成回路：根据条件函数回路生成的前馈量求和，并进行速率限制，最终生成压力前馈量（pf01）。

进一步的，在s1中，压力偏差=主蒸汽压力设定值-实际主蒸汽压力。

进一步的，在s1中，a1为0.7~1之间的一个常数；b1为0.7~1之间的一个常数；a2为0.4~0.7之间的一个常数；b2为0.4~0.7之间的一个常数；a3为0~0.4之间的一个常数；b3为0~0.4之间的一个常数；a4为-0.4~0之间的一个常数；b4为-0.4~0之间的一个常数；a5为-0.7~-0.4之间的一个常数；b5为-0.7~-0.4之间的一个常数；a6为-1~-0.7之间的一个常数；b6为-1~-0.7之间的一个常数。

进一步的，在s1中，决策函数具有的功能：压力偏差大于a1时，触发m1模式，压力偏差小于b1时，m1模式复位；压力偏差大于a2时，触发m2模式，压力偏差小于b2时，m2模式复位；压力偏差大于a3时，触发m3模式，压力偏差小于b3时，m3模式复位；压力偏差小于a4时，触发m4模式，压力偏差大于b4时，m4模式复位；压力偏差小于a5时，触发m5模式，压力偏差大于b5时，m5模式复位；压力偏差小于a6时，触发m6模式，压力偏差大于b6时，m5模式复位。

进一步的，在s2中，c1为50~60之间的一个常数；c2为30~40之间的一个常数；c3为15~25之间的一个常数；c4为-25~-15之间的一个常数；c5为-40~-30之间的一个常数；c6为-60~-50之间的一个常数。

进一步的，在s3中，速率限制值范围为机组容量的1%~5%mw/min。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明在现有协调控制系统基础上，新增一种基于决策函数的压力前馈，该压力前馈为“开关式”模拟量控制，具体优点如下：

1)可减少现有协调控制系统在发生特殊工况（如启停磨、高低加解列等）时主蒸汽压力的调节偏差。

2)可减少现有协调控制系统在agc指令频繁变化时主蒸汽压力的调节偏差，并提高机组的影响性能。

3)基于决策函数的压力前馈不仅能用于传统pid的协调控制系统，还能用于采用先进算法的协调控制系统。

4)提高现有协调控制系统整定参数的裕量。

5)增加现有协调控制系统的适应性、容错性。

附图说明

图1是本发明实施例中基于决策函数的压力前馈控制方法图。

图2是本发明实施例中压力偏差决策函数回路图。

图3是本发明实施例中条件函数回路图。

图4是本发明实施例中压力偏差前馈生成回路图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图4，本实施例中的基于决策函数的压力前馈控制方法，包含压力偏差决策回路、条件函数回路、压力偏差前馈生成回路。

压力偏差决策回路：

减法模块（101）的正端输入值为主蒸汽压力设定值，负端输入值为实际主蒸汽压力，输出至判断模块（102，103，104，105，106，107）；

判断模块（102）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（110）的输出值，值为a3；输入值3为常数模块（116）的输出值，值为b3。其中a3为0~0.4之间的一个常数，b3为0~0.4之间的一个常数，a3大于b3。当输入值1大于输入值2时，输出为“true”，触发m3模式；输入值1小于输入值3时，输出为“false”，m3模式复位。输出值至选择模块（201）。

判断模块（103）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（109）的输出值，值为a2；输入值3为常数模块（115）的输出值，值为b2。其中a2为0.4~0.7之间的一个常数，b2为0.4~0.7之间的一个常数，a2大于b2。当输入值1大于输入值2时，输出为“true”，触发m2模式；输入值1小于输入值3时，输出为“false”，m2模式复位。输出值至选择模块（202）。

判断模块（104）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（108）的输出值，值为a1；输入值3为常数模块（114）的输出值，值为b1。其中a1为0.7~1之间的一个常数，b1为0.7~1之间的一个常数，a1大于b1。当输入值1大于输入值2时，输出为“true”，触发m1模式；输入值1小于输入值3时，输出为“false”，m1模式复位。输出值至选择模块（203）。

判断模块（105）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（111）的输出值，值为a4；输入值3为常数模块（117）的输出值，值为b4。其中a4为-0.4~0之间的一个常数，b4为-0.4~0之间的一个常数，a4小于b4。当输入值1小于输入值2时，输出为“true”，触发m4模式；输入值1大于输入值3时，输出为“false”，m4模式复位。输出值至选择模块（204）。

判断模块（106）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（112）的输出值，值为a5；输入值3为常数模块（118）的输出值，值为b5。其中a5为-0.7~-0.4之间的一个常数，b5为-0.7~-0.4之间的一个常数，a5小于b5。当输入值1小于输入值2时，输出为“true”，触发m5模式；输入值1大于输入值3时，输出为“false”，m5模式复位。输出值至选择模块（205）。

判断模块（107）的输入值1为减法模块（101）的输出值；输入值2为常数模块（113）的输出值，值为a6；输入值3为常数模块（118）的输出值，值为b6。其中a6为-1~-0.7之间的一个常数，b6为-1~-0.7之间的一个常数，a6小于b6。当输入值1小于输入值2时，输出为“true”，触发m6模式；输入值1大于输入值3时，输出为“false”，m6模式复位。输出值至选择模块（206）。

条件函数回路：

选择模块（201）的控制信号为判断模块（102）的输出值；输入值1为常数模块（209）的输出值，值为c3，其中c3为15~25之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（301）。

选择模块（202）的控制信号为判断模块（103）的输出值；输入值1为常数模块（208）的输出值，值为c2，其中c2为30~40之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（301）。

选择模块（203）的控制信号为判断模块（104）的输出值；输入值1为常数模块（207）的输出值，值为c1，其中c1为50~60之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（301）。

选择模块（204）的控制信号为判断模块（105）的输出值；输入值1为常数模块（210）的输出值，值为c4，其中c4为-25~-15之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（302）。

选择模块（205）的控制信号为判断模块（106）的输出值；输入值1为常数模块（211）的输出值，值为c5，其中c5为-40~-30之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（302）。

选择模块（206）的控制信号为判断模块（107）的输出值；输入值1为常数模块（212）的输出值，值为c6，其中c6为-60~-50之间的一个常数。输入值2为“0”。当控制信号为“1”时，输出输入值1，否则输出输入值2。输出至求和模块（302）。

压力偏差前馈生成回路：

求和模块（301）的输入值1为选择模块（201）的输出值，输入值2为选择模块（202）的输出值，输入值3为选择模块（203）的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值。输出至求和模块（303）。

求和模块（302）的输入值1为选择模块（204）的输出值，输入值2为选择模块（205）的输出值，输入值3为选择模块（206）的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值。输出至求和模块（303）。

求和模块（303）的输入值1为求和模块（301）的输出值，输入值2为求和模块（302）的输出值。将输入值1、输入值2相加求和的结果作为输出值。输出至速率限制模块（304）。

速率限制模块（304）的输入值为求和模块（303）的输出值，速率限制范围为机组容量的1%~5%mw/min，输入值经速率限制后输出至求和模块（002）。

常规回路：

锅炉主控控制器（001）的设定值为主蒸汽压力设定值，反馈值为实际主蒸汽压力，经控制器运算后，输出控制量至求和模块（002），其中亦可用其他算法代替锅炉主控制器。

求和模块（002）的输入值1为锅炉主控制器（001）的输出值，输入值2为锅炉主控其他前馈量，输入值3为速率限制模块（304）的输出值。将输入值1、输入值2、输入值3相加求和的结果作为输出值，输出值作为锅炉主控输出量。

本实施例中基于决策函数的压力前馈考虑到因agc指令频繁变化、机组发生特殊工况、机组动态特定发生变化等影响协调控制系统主蒸汽压力调节品质；增加协调控制系统整定参数的裕量；增加协调控制系统的适应性和容错性。

agc指令频繁变化、机组发生特殊工况、机组动态特定发生变化等其他状况导致主蒸汽压力偏差超过限值，进入到决策函数的决策区域内，基于决策函数的压力前馈开始起作用。偏差大于“0”时并超过一定限制（根据a3值的大小决定），决策函数决策出m1、m2、m3模式一种或几种组合；偏差小于“0”时并超过一定限制（根据a4值的大小决定），决策函数决策出m4、m5、m6模式一种或几种组合。条件函数根据决策出的模式选择对应的前馈量（由c1、c2、c3、c4、c5、c6值决定），对条件函数生成的前馈量求和，并进行速率限制作为最终的压力前馈量（pf01）。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改，均应属于本发明的保护范围。