控制回路输出直接用于改变机组凝结水流量Dw。，凝结水流量0￥。与主 蒸汽流量Dst-同作为凝结水节流调节预估系统1的输入量，凝结水节流调节预估系统1输 出的凝结水节流调节功率增量预估值△凡与原机组功率反馈值\做差，其差值与机组功率 指令共同作为原机炉协调控制系统7,通过改变汽轮机阀门开度、锅炉燃料量和给水流量， 对机组功率进行调节，并将机组主蒸汽流量反作用于凝结水节流调节预估系统。
[0054] 由于凝结水节流作用只是暂时性的利用除氧器蓄能来提高机组功率，机组功率最 终由机炉协调控制系统完成。为了能够真实的反应锅炉侧能量与汽轮机侧能量间的平衡关 系，在机组原协调控制系统中，根据凝结水节流调节预估系统的输出△凡，对机组功率反馈 值凡指令进行处理，S卩：将NANe作为机炉协调控制系统的反馈值。
[0055] 图2所示为凝结水节流功率增量设定值生成回路。所述凝结水节流功率增量控制 系统中的功率增量控制器采用比例积分调节控制器。
[0056] 所述功率增量生成回路包括第一信号保持器、第二信号保持器、第一差值计算器、 第二差值计算器、第三差值计算器、第一乘法器、第二乘法器和信号比较器；其中，
[0057] 由凝结水流量Dw。作为第一信号保持器的信号源，凝结水节流触发信号作为第一 信号保持器的触发信号，当凝结水节流调节指令触发时，此时第一信号保持器的输出将保 持当前时刻机组的凝结水流量〇￥。，第一信号保持器输出分别传输至第一差值计算器和第二 差值计算器，第一差值计算器的另一输入为凝结水最低流量At'输出连接至第一乘法器； 第二差值计算器的另一输入为凝结水最高流量Atf，输出连接至第二乘法器；第一乘法器 和第二乘法器的另一输入均为功率增益系数，输出均连接至信号比较器；第一乘法器的输 出为凝结水节流调节可承担的功率增量上限AA7，第二乘法器的输出为凝结水节流调节 可承担的功率增量下限，即：
[0058] ^ =ke-{D'：：-DJ
[0059] AN^'H =ke-(D^h-Dwc)
[0060]AA7和ATVf?分别作为信号比较器的两个输入，信号比较器的功能为选取3个 输入信号的中间值作为输出，信号比较器由计算机程序SELM函数实现，SELM函数是机组分 散控制系统DCS中已有的模块。信号比较器的输出即为凝结水节流控制功率增量设定值。
[0061] 由于不同工况下机组凝结水流量Dw。及机组运行状态不同，需根据当前机组运行 工况确定凝结水节流调节可承担的功率增量调节范围，进而结合机组功率指令构建凝结水 节流控制功率增量指令。
[0062] 所述凝结水最低流量和凝结水最高流量由凝泵和管道属性确定；功率增 益系数可通过凝结水节流系统非线性模型线性化得到，其绝对值与机组功率心成线性关 系且随着负荷增大而增大。
[0063]由机组功率反馈值（机组功率凡）作为第二信号保持器的信号源，凝结水节流触 发信号作为第二信号保持器的触发信号，当凝结水节流调节指令触发时，此时第二信号保 持器的输出将保持当前时刻的机组功率反馈值凡，其与机组功率设定值N/p做差，差值作为 信号比较器（由计算机程序SELM函数实现）的第3个输入。
[0064] 所述功率增量生成回路是通过信号比较器选取原机组功率反馈值与机组功率设
【主权项】
1. 一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统，其特征在于，所述凝结水节流调 节预估系统分别连接机组对象、除氧器上水电动门、凝结水节流功率增量控制器和差值计 算器；差值计算器连接原机炉协调控制系统；原机炉协调控制系统再和机组对象连接，其 中凝结水节流功率增量控制器和功率增量生成回路连接组成凝结水节流功率增量控制系 统； 其中，机组对象的机组功率反馈值NJf号输出至差值计算器，机组对象的主蒸汽流量Dst信号输出至凝结水节流调节预估系统；凝结水节流调节预估系统输出的功率增量预估 值A凡分别输给差值计算器和凝结水节流功率增量控制器，功率增量生成回路给出的凝结 水节流调节功率增量设定值AN/P输入给凝结水节流功率增量控制器；凝结水节流功率增 量控制器的控制输出量直接作用于除氧器上水电动门控制回路；除氧器上水电动门的控制 回路输出直接作用于阀门来改变机组凝结水流量Dw。，凝结水流量Dw。与主蒸汽流量Dst-同 作为凝结水节流调节预估系统的输入量，凝结水节流调节预估系统的输出的凝结水节流调 节功率增量预估值△凡与原机组功率反馈值\做差，其差值与机组功率指令共同作为原机 炉协调控制系统，通过改变汽轮机阀门开度、锅炉燃料量和给水流量对机组功率进行调节， 并将机组主蒸汽流量反作用于凝结水节流调节预估系统。
2. 根据权利要求1所述一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统，其特征在于， 所述凝结水节流功率增量控制系统中的功率增量控制器采用比例积分调节控制器。
3.根据权利要求1所述一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统，其特征在于， 所述功率增量生成回路包括第一信号保持器、第二信号保持器、第一差值计算器、第二差值 计算器、第三差值计算器、第一乘法器、第二乘法器和信号比较器；其中， 第一信号保持器的输入信号为凝结水流量，触发信号为凝结水节流触发信号；第一信 号保持器被触发，使输出信号保持为输入信号； 第一信号保持器的输出接入第一差值计算器和第二差值计算器；第一差值计算器的另 一输入为凝结水最低流量，输出连接至第一乘法器；第二差值计算器的另一输入为凝结水 最高流量，输出连接至第二乘法器；第一乘法器和第二乘法器的另一输入均为功率增益系 数，输出均连接至信号比较器； 第二信号保持器的输入信号为机组功率反馈值，触发信号为凝结水节流触发信号，输 出信号连接至第三差值计算器；第二信号保持器被触发，输出信号保持为输入信号； 第三差值计算器的另一输入为机组功率设定值，输出连接至信号比较器； 信号比较器根据上述两个功率增益系数和一个机组功率设定值这3个输入信号，选取 3个输入信号的中间值作为输出信号，即为凝结水节流控制功率增量设定值； 所述第一乘法器的输出信号为功率增量控制系统能承担的功率增量上限；第二乘法器 的输出信号为功率增量控制系统能承担的功率增量下限。
4. 一种权利要求1所述的基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统的负荷控制方法， 其特征在于，具体步骤为： 步骤1 :初始化机组功率反馈值、机组功率设定值、机组功率增量预估值、机组功率增 量设定值；其中， 初始的机组功率反馈值为系统未采取节流调节时的机组功率； 初始的机组功率设定值为电网调度下发的机组功率指令； 初始的机组功率增量预估值为O; 初始的机组功率增量设定值为O; 步骤2 :根据凝结水流量、机组功率反馈值和机组功率设定值，计算凝结水节流调节功 率增量设定值； 步骤3 :功率增量控制器通过功率增量设定值和功率增量预估值调节除氧器上水电动 门回路的阀门开度，控制凝结水流量； 步骤4 :凝结水节流调节预估系统根据凝结水流量和机组对象的主蒸汽流量，输出功 率增量预估值，所述输出值作为步骤2所需的输入，并与机组功率反馈值做差，其差值与机 组功率设定值共同输入到原机炉协调控制系统； 步骤5 :原机炉协调控制系统根据步骤4中的差值和机组功率设定值，通过改变汽轮机 阀门开度、锅炉燃料量和机组给水流量对机组功率进行调节，并将机组功率反馈给原机炉 协调控制系统，将机组对象的主蒸汽流量作为步骤4中凝结水节流预估系统的输入量； 步骤6 :根据机组功率反馈值与功率增量预估值间的差值变化速率和除氧器水位，确 定控制状态。
5. 根据权利要求4所述一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统的负荷控制方 法，其特征在于，所述步骤2计算凝结水节流调节功率增量设定值包括： 步骤201 :计算功率增量控制系统可承担的功率增量上限和功率增量控制系统可承担 的功率增量下限；具体方法为：
其中： ANeup为功率增量控制系统可承担的功率增量上限； A 为功率增量控制系统可承担的功率增量下限； 为功率增益系数； Dw。为凝结水流量； DlT为凝结水流量最小值； Atf为凝结水流量最大值； 步骤202 :当凝结水节流触发信号激活时，第二信号保持器对其输入的机组功率反馈 值进行保持，并将保持器输出的机组功率反馈值与机组功率设定值作为第三差值计算器的 输入，由第三差值计算器计算机组功率反馈值与机组功率设定值的差值； 步骤203 :比较步骤202中差值计算器输出的差值、功率增量控制系统可承担的功率增 量上限和功率增量控制系统可承担的功率增量下限，选择中间值输出，作为功率增量设定 值。
6. 根据权利要求4所述一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统的负荷控制方 法，其特征在于，所述凝结水节流调节触发信号当机组功率反馈值与功率增量预估值间的 差值变化速率小于5MW/min，且除氧器水位在安全区域内、功率增量设定值大于2丽、除氧 器上水电动门控制回路处于自动控制状态下即可激活凝结水节流调节作用。
7. 根据权利要求4所述一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统的负荷控制方 法，其特征在于，所述当机组功率反馈值与功率增量预估值间的差值变化速率大于15MW/ min时或者除氧器水位报警时，凝结水节流作用切除。
【专利摘要】本发明公开了属于火电机组快速变负荷控制领域的一种基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统及方法。该系统包括原机炉协调控制系统、凝结水节流调节预估系统、凝结水节流功率增量控制系统和除氧器上水电动门控制回路。通过凝结水节流调节预估系统的输出的凝结水节流调节功率增量预估值与原机组功率反馈值的差值与机组功率指令共同作为原机炉协调控制系统，通过改变汽轮机阀门开度、锅炉燃料量和给水流量对机组功率进行调节，解除凝结水节流作用对机炉协调控制系统的干扰，实现了火电机组功率的快速平稳控制。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104714526
【申请号】CN201510009699
【发明人】曾德良, 胡勇, 刘吉臻, 牛玉广
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月8日