基于模型的组合循环发电厂负载控制的制作方法_5

文档序号:9921607阅读:来源:国知局
利要求3所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元还通过对所述 差分信号与所述预测的单元输出求和来产生所述控制器输入信号。5. 根据权利要求4所述的发电系统,其中,所述控制器是超前/滞后补偿器类型的控制 器。6. 根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述控制系统还包括调整所述过程模型的模 型调整单元。7. 根据权利要求6所述的发电系统,其中,所述模型调整单元耦合到所述负载设定点, 并基于所述负载设定点的值来调整所述过程模型。8. 根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述控制系统还包括增益调度单元,所述增 益调度单元耦合到所述控制器来调整在所述控制器中使用的一个或多个增益值,以产生所 述控制器的所述输出。9. 根据权利要求8所述的发电系统,其中,所述增益调度单元耦合到所述负载设定点, 并基于所述负载设定点的所述值来调整由所述控制器使用的所述一个或多个增益。10. 根据权利要求1所述的发电系统,还包括误差积分器,所述误差积分器耦合到所述 控制器。11. 根据权利要求10所述的发电系统,其中,所述控制系统包括求和单元,所述求和单 元对所述误差积分器的输出与所述控制器的初始输出求和,以产生经补偿的燃气涡轮机控 制信号。12. 根据权利要求11所述的发电系统,其中,所述误差积分器是可切换的误差积分器。13. 根据权利要求11所述的发电系统,其中,控制器输入信号发生单元产生作为所述测 量到的燃气涡轮机输出和所述测量到的蒸汽涡轮机输出之和与所述负载设定点之间的差 分的单位误差,并且其中,所述误差积分器被耦合为接收所述单位误差。14. 根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述过程模型响应于所述燃气涡轮机控制 信号而基于所述燃气涡轮发电单元的运行来对所述蒸汽涡轮机的所述输出进行建模。15. 根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述蒸汽涡轮发电单元还包括另外的燃烧 器系统,所述另外的燃烧器系统燃烧燃料来对所述蒸汽进口系统内的蒸汽进行进一步加 热,并且其中,所述控制系统还包括第二过程控制器以及第二过程模型,所述第二过程控制 器耦合到所述控制器输入信号发生单元来产生用于控制所述另外的燃烧器系统的第二过 程控制信号,所述第二过程模型被耦合为接收所述第二过程控制器的输出,以基于所述另 外的燃烧器系统的运行来产生另外的预测的蒸汽涡轮机输出。16. 根据权利要求15所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元将所述过程 模型的输出与所述另外的预测的蒸汽涡轮机输出进行组合,以产生所述预测的蒸汽涡轮机 输出。17. 根据权利要求16所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元将所述测量 到的燃气涡轮机输出与所述测量到的蒸汽涡轮机输出进行组合以产生当前单元输出,并且 还产生作为所述当前单元输出与所述负载设定点之间的所述差分的差分信号,并且还通过 将所述预测的蒸汽涡轮机输出与所述测量到的燃气涡轮机输出进行组合来产生预测的单 兀输出。18. 根据权利要求17所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元还通过对所 述差分信号与所述预测的单元输出求和来产生初步控制器输入信号。19. 根据权利要求18所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元包括设定点 分配器,所述设定点分配器被耦合为接收所述初步控制器输入信号,以产生所述控制器输 入信号和被提供作为向所述第二过程控制器的输入的第二控制器输入信号。20. 根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述电能产生单元包括第一发电机和第二 发电机,所述第一发电机机械地耦合到所述燃气涡轮机以基于所述燃气涡轮机的运动来产 生电能,所述第二发电机耦合到所述蒸汽涡轮机以基于所述蒸汽涡轮机的运动来产生电 能。21. -种发电系统,包括: 燃气涡轮发电单元,所述燃气涡轮发电单元具有燃气进口、耦合到所述燃气进口以产 生经燃烧的燃气的燃气燃烧器,耦合到所述燃气燃烧器并通过所述燃气燃烧器中燃气的燃 烧来提供动力的燃气涡轮机,以及经燃烧的燃气的排放装置; 蒸汽涡轮发电单元,所述蒸汽涡轮发电单元具有蒸汽进口系统、耦合到所述蒸汽进口 系统并且由来自所述蒸汽进口系统的蒸汽提供动力的蒸汽涡轮机、以及蒸汽出口,其中,所 述蒸汽进口系统耦合到所述经燃烧的燃气的排放装置,以便吸收来自所述经燃烧的燃气的 排放装置中的经燃烧的燃气的热量来在所述蒸汽进口系统中产生经加热的蒸汽; 电能产生单元,所述电能产生单元机械地耦合到所述燃气涡轮机并耦合到所述蒸汽涡 轮机,以基于所述燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的运动来产生电能;以及 控制系统,所述控制系统产生燃气涡轮机控制信号来控制所述燃气燃烧器内所述燃气 的燃烧,以由此控制由所述电能产生单元产生的所述电能,其中,所述控制系统包括控制 器、过程模型系统、以及控制器输入信号发生单元,其中,所述过程模型系统包括蒸汽涡轮 机模型和加法器,所述蒸汽涡轮机模型耦合到所述控制器的输出来产生预测的蒸汽涡轮机 输出,并且所述加法器对测量到的燃气涡轮机输出与所述预测的蒸汽涡轮机输出求和以产 生预测的单元输出,并且其中,所述控制器输入信号发生单元通过将所述预测的单元输出 与负载设定点、所述测量到的燃气涡轮机输出以及测量到的蒸汽涡轮机输出进行组合来产 生用于所述控制器的控制器输入信号。22. 根据权利要求21所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元将所述测量 到的燃气涡轮机输出与所述测量到的蒸汽涡轮机输出进行组合,以产生当前单元输出,并 且还产生作为所述当前单元输出与所述负载设定点之间的差分的差分信号。23. 根据权利要求22所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元还包括将所 述预测的单元输出与所述差分信号进行组合的加法器。24. 根据权利要求21所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元包括求和系 统,所述求和系统将所述测量到的燃气涡轮机输出、所述测量到的蒸汽涡轮机输出、所述负 载设定点、以及所述预测的单元输出进行组合以产生供所述控制器使用的所述控制器输入 信号。25. 根据权利要求24所述的发电系统,其中,所述控制器是超前/滞后补偿器类型的控 制器。26. 根据权利要求24所述的发电系统,其中,所述控制系统还包括模型调整单元,所述 模型调整单元耦合到所述负载设定点以基于所述负载设定点的值来调整所述过程模型。27. 根据权利要求24所述的发电系统,其中,所述控制系统还包括增益调度单元,所述 增益调度单元耦合到所述控制器来调整在所述控制器中使用的一个或多个增益值,以产生 所述控制器的所述输出。28. 根据权利要求24所述的发电系统,还包括误差积分器,所述误差积分器耦合到所述 控制器的所述输出,所述发电系统还包括求和单元,所述求和单元对所述误差积分器的输 出与所述控制器的初始输出求和,以产生经补偿的燃气涡轮机控制信号。29. 根据权利要求28所述的发电系统,其中,控制器输入信号发生单元产生作为所述测 量到的燃气涡轮机输出和所述测量到的蒸汽涡轮机输出之和与所述负载设定点之间的差 分的单位误差,并且其中,所述误差积分器被耦合为接收所述单位误差。30. 根据权利要求24所述的发电系统,其中,所述过程模型响应于所述燃气涡轮机控制 信号而基于所述燃气涡轮发电单元的运行来对所述蒸汽涡轮机的所述输出进行建模。31. 根据权利要求24所述的发电系统,其中,所述蒸汽涡轮发电单元还包括另外的燃烧 器系统,所述另外的燃烧器系统燃烧燃料来对所述蒸汽进口系统内的蒸汽进行进一步加 热,并且其中,所述控制系统还包括第二过程控制器以及第二过程模型,所述第二过程控制 器耦合到所述控制器输入信号发生单元来产生用于控制所述另外的燃烧器系统内燃料的 燃烧的第二过程控制信号,所述第二过程模型被耦合为接收所述第二过程控制器的输出以 基于所述另外的燃烧器系统的运行而产生另外的预测的蒸汽涡轮机输出。32. 根据权利要求31所述的发电系统,其中,所述过程模型系统将所述过程模型的输出 与所述另外的预测的蒸汽涡轮机输出进行组合,以产生所述预测的蒸汽涡轮机输出。33. 根据权利要求32所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元将所述测量 到的燃气涡轮机输出与所述测量到的蒸汽涡轮机输出进行组合,以产生当前单元输出,并 且还产生作为所述当前单元输出与所述负载设定点之间的所述差分的差分信号,并且还通 过将所述差分信号与所述预测的单元输出求和来产生初步控制器输入信号。34. 根据权利要求33所述的发电系统,其中,所述控制器输入信号发生单元包括设定点 分配器,所述设定点分配器被耦合为接收所述初步控制器输入信号,以产生所述控制器输 入信号和被提供作为向所述第二过程控制器的输入的第二控制器输入信号。35. -种用于产生控制信号来控制具有第一发电单元和第二发电单元的发电机的运行 的控制器,所述第一发电单元和所述第二发电单元被互连以使得改变对所述第一发电单元 的控制影响所述第二发电单元的运行,包括: 处理器;以及 计算机可读存储器,所述计算机可读存储器储存控制器例程,以便在所述处理器上执 行以产生用于控制所述第一发电单元的所述控制信号,所述控制器例程包括: 过程控制例程,所述过程控制例程产生用于产生所述控制信号的输出信号; 过程模型系统,所述过程模型系统包括用于对所述第二发电单元进行建模的过程模 型,以及 过程控制输入信号发生例程, 其中,所述过程模型被耦合为接收所述过程控制例程的输出,以产生预测的第二发电 单元输出,并且所述过程模型系统对测量到的第一发电单元输出与所述预测的第二发电单 元输出求和以产生预测的单元输出,以及 其中,所述过程控制输入信号发生例程通过将所述预测的单元输出与负载设定点、所 述测量到的第一发电单元输出以及测量到的第二发电单元输出进行组合来产生用于所述 过程控制例程的控制器输入信号。36. 根据权利要求35所述的控制器,其中,所述过程控制输入信号发生例程将所述测量 到的第一发电单元输出与所述测量到的第二发电单元输出进行组合,以产生当前单元输 出,并且还产生作为所述当前单元输出与所述负载设定点之间的差分的差分信号。37. 根据权利要求36所述的控制器,其中,所述过程控制输入信号发生例程还包括将所 述预测的单元输出与所述差分信号进行组合的加法器。38. 根据权利要求35所述的控制器,其中,所述过程控制输入信号发生例程将所述测量 到的第一发电单元输出、所述测量到的第二发电单元输出、所述负载设定点、以及所述预测 的单元输出进行组合以产生供所述过程控制例程使用的所述控制器输入信号。39. 根据权利要求35所述的控制器,其中,所述过程模型响应于所述控制信号而基于所 述第一发电单元的运行来对所述第二发电单
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