电站锅炉风烟系统的控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火电机组控制技术领域，特别是涉及一种电站锅炉风烟系统的控制方 法和系统。
【背景技术】
[0002] 电站锅炉风烟系统是指供给锅炉燃料燃烧所需空气及将燃烧产物（烟气）经各换 热器和污染物处理装置后由烟囱排入大气的管路系统，可以维持炉膛压力的稳定和燃烧、 传热的正常进行。
[0003] 电站锅炉风烟系统的自动控制对机组的安全运行相当重要。由于电站锅炉风烟系 统属于快速回路，锅炉送风量、炉膛负压和锅炉脱硫增压风机烟气压力等的测量信号干扰 量较多、测量元件容易发生堵塞，以及执行机构动作迟延和速率限制等因素，都会影响到自 动控制系统的稳定性。而送风控制、引风控制、脱硫增压风机入口烟气压力控制等系统内部 之间还存在着相互耦合和相互影响，更加剧了自动控制系统的不稳定性。
[0004] 传统的电站锅炉风烟系统的自动控制系统大多采用单回路PID结合前馈的控制 方法。但是电站锅炉由于风量测量、负压测量、以及执行机构故障等问题引起自动控制系统 振荡而导致火电机组跳闸的事件时有发生，可见传统的电站锅炉风烟系统的控制方法稳定 性不高。而且当自动控制系统稳定性变差后，PID调节容易发生扩散性振荡，危及火电机组 的安全运行。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种提高稳定性和安全性的电站锅炉风烟系 统的控制方法和系统。
[0006] -种电站锅炉风烟系统的控制方法，包括如下步骤：
[0007] 获取电站锅炉风烟系统的自动控制系统的被控参数的设定值和过程变量值，并根 据所述设定值和所述过程变量值获取控制偏差；
[0008] 获取所述自动控制系统的执行机构设备阀位控制指令、执行机构设备阀位反馈值 和执行机构设备手动/自动状态量，根据预设正数阈值、预设负数阈值、所述执行机构设备 阀位控制指令、所述执行机构设备阀位反馈值和所述执行机构设备手动/自动状态量生成 闭锁增指令和闭锁减指令；
[0009] 根据所述闭锁增指令和所述闭锁减指令，对所述控制偏差进行PID运算处理，得 到运算输出；
[0010] 获取所述自动控制系统的前馈指令，根据所述运算输出和所述前馈指令生成输出 指令，并根据所述输出指令对执行机构设备阀位进行控制。
[0011] 一种电站锅炉风烟系统的控制系统，包括：
[0012] 控制偏差获取模块，用于获取电站锅炉风烟系统的自动控制系统的被控参数的设 定值和过程变量值，并根据所述设定值和所述过程变量值获取控制偏差；
[0013] 闭锁指令获取模块，用于获取所述自动控制系统的执行机构设备阀位控制指令、 执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量，根据预设正数阈值、预设负 数阈值、所述执行机构设备阀位控制指令、所述执行机构设备阀位反馈值和所述执行机构 设备手动/自动状态量生成闭锁增指令和闭锁减指令；
[0014] PID运算模块，用于根据所述闭锁增指令和所述闭锁减指令，对所述控制偏差进行 PID运算处理，得到运算输出；
[0015] 指令控制模块，用于获取所述自动控制系统的前馈指令，根据所述运算输出和所 述前馈指令生成输出指令，并根据所述输出指令对执行机构设备阀位进行控制。
[0016] 上述电站锅炉风烟系统的控制方法和系统，根据获取的自动控制系统的设定值、 过程变量值来得到控制偏差，根据预设正数阈值、预设负数阈值、获取的执行机构设备阀位 控制指令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量获取闭锁增指令和 闭锁减指令，根据闭锁增指令和闭锁减指令，对控制偏差进行具有闭锁增和闭锁减功能的 PID运算处理后得到运算输出，再根据运算输出和前馈指令生成输出指令，对自动控制系统 的执行机构设备阀位进行控制。当出现执行机构设备阀位反馈值跟踪不上执行机构设备阀 位控制指令的变化时，闭锁增指令和闭锁减指令分别暂停阀位控制指令的增大方向或减少 方向的变化。因此，根据PID运算中结合闭锁增指令和闭锁减指令得到的运算输出和前馈 指令生成输出指令，可以实现将过程变量值控制到设定值附近，能够很好地抑制由于执行 机构故障而引发的自动控制系统振荡，从而提高稳定性，同时保证火电机组的安全运行。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明一实施例中电站锅炉风烟系统的控制方法的流程图；
[0018] 图2为另一实施例中电站锅炉风烟系统的控制方法的流程图；
[0019] 图3为一实施例中根据预设正数阈值、预设负数阈值、执行机构设备阀位控制指 令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量生成闭锁增指令和闭锁减 指令的具体流程图；
[0020] 图4为一实施例中闭锁增指令和闭锁减指令的逻辑生成示意图；
[0021] 图5为一实施例中电站锅炉风烟系统的控制方法的实施方案示意图；
[0022] 图6为本发明一实施例中电站锅炉风烟系统的控制系统的模块图；
[0023] 图7为另一实施例中电站锅炉风烟系统的控制系统的模块图；
[0024] 图8为一实施例中闭锁指令获取模块的具体单元图；
[0025] 图9为本发明应用于炉膛负压控制系统的一个具体实施例方案图；
[0026] 图10为本发明应用于送风量控制系统的一个实施例方案图；
[0027] 图11为本发明应用于脱硫增压风机入口烟气压力控制系统的一个实施例方案 图。
【具体实施方式】
[0028] 参考图1，本发明一实施例中的电站锅炉风烟系统的控制方法，包括以下步骤。
[0029] S110:获取电站锅炉风烟系统的自动控制系统的被控参数的设定值和过程变量 值，并根据设定值和过程变量值获取控制偏差。
[0030] 自动控制系统主要包括送风量控制系统、炉膛负压控制系统、脱硫增压风机入口 烟气压力控制系统和一次风母管压力控制系统。
[0031] 被控参数为自动控制系统对应控制的参数。例如送风量控制系统的被控参数为风 量，炉膛负压控制系统的被控参数为炉膛压力，脱硫增压风机入口烟气压力控制系统的被 控参数为脱硫增压风机入口烟气压力。被控参数的设定值即为预先设置的被控参数值，过 程变量值即为检测的被控参数值。
[0032] S130 :获取自动控制系统的执行机构设备阀位控制指令、执行机构设备阀位反馈 值和执行机构设备手动/自动状态量，根据预设正数阈值、预设负数阈值、执行机构设备阀 位控制指令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量获取闭锁增指令 和闭锁减指令。
[0033] 具体地，自动控制系统对应可以有多个执行机构设备，每一个执行机构设备分别 对应有一个执行机构设备阀位控制指令、一个执行机构设备阀位反馈值和一个执行机构设 备手动/自动状态量。本实施例中，步骤S130分别获取多个执行机构设备的执行机构设备 阀位控制指令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量。
[0034] 闭锁增指令和闭锁减指令用于当出现执行机构设备阀位反馈值跟踪不上执行机 构设备阀位控制指令的变化时，暂停阀位控制指令的增大方向或减少方向的变化，能够很 好地抑制由于执行机构设备故障而引发的自动控制系统振荡，从而保证火电机组的安全运 行。同时，闭锁功能并不会影响前馈量，从而不会影响到自动控制系统的响应速度。
[0035] S150:根据闭锁增指令和闭锁减指令，对控制偏差进行PID运算处理，得到运算输 出。
[0036] S170:获取自动控制系统的前馈指令，根据运算输出和前馈指令生成输出指令，并 根据输出指令对执行机构设备阀位进行控制。
[0037] 在其中一实施例中，步骤SllO中根据设定值和过程变量值获取控制偏差，包括：
[0038] 当自动控制系统为反作用时，
[0039] E = K* (SP-PV)；
[0040] 当自动控制系统为正作用时，
[0041] E = K* (PV-SP);
[0042] 其中，E为控制偏差，K为变量的量纲转换系数，SP为设定值，PV为过程变量值。
[0043] 其中，量纲转换系数K可将自动控制系统的输入量转换为与输出量