专利名称：基于模型动态解耦的火电机组机炉协调控制方法
技术领域：
本发明涉及一种火力发电机组机炉的协调控制方法。
背景技术：
当前大型火电机组大多需要深度调峰运行，对机组的协调控制品质要求也日益提 高，常规控制方法很难做到快速准确的动态跟随，AGC运行的品质并不理想；同时由于协调 控制系统的耦合性，在加快负荷响应时会使主汽压力剧烈波动，从而影响了协调控制系统 的稳定运行。因此目前的机组协调控制中存在着对象滞后性问题和系统耦合性问题。
发明内容
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，提供一种基于模型 动态解耦的火力发电机组机炉协调控制方法，以解决对象滞后性问题和系统耦合性问题， 提高机组的协调控制品质，保证系统稳定运行。为此，本发明采用如下的技术方案基于模型动态解耦的火电机组机炉协调控制 方法，首先通过一超前的预估煤量克服燃烧的滞后性，提高负荷的响应速率；其次根据机组 模型设计合理的压力设定曲线，使煤量和调门配合动作，实现动态解耦，使机组的协调控制 系统能够充分利用机组的蓄热能力，快速准确地跟踪目标值；在稳态时合理整定PID控制 器参数，保证负荷和主汽压力的稳定。本发明充分考虑了协调控制系统的对象特性，将两入 两出的对象模型进行分离，根据分离后的对象特性设计相应的控制策略和动态解耦策略。上述的火电机组机炉协调控制方法，超前的预估煤量通过下述步骤得到1)根据 内模原理设计一预估煤量前馈控制系统；2)设计一预测指令，该预测指令的大小由煤量纯 迟延时间和指令变化速率决定；3)所述的预测指令将实际指令曲线化构造出预测指令信 号，在所述的预估煤量前馈控制系统中加入所述的预测指令信号，产生预估煤量前馈即超 前的预估煤量；所述的预估煤量前馈与基准煤量和锅炉主控动态修正指令叠加后产生煤量 指令。上述的火电机组机炉协调控制方法，合理的压力设定曲线通过下述步骤得到负 荷指令与煤量变化经特性曲线A形成的负荷曲线之差经特性曲线B倒推出调门变化，再将 煤量变化经特性曲线C和调门变化经特性曲线D形成曲线进行叠加形成压力设定曲线；所 述的特性曲线A为煤量对负荷的响应特性，特性曲线B为调门对负荷的响应特性，特性曲线 C为煤量对压力的响应特性，特性曲线D为调门对压力的响应特性。本发明具有以下有益效果克服了煤量燃烧的滞后性，提高了负荷的响应速率； 实现了动态解耦的目的，使调门在控制压力的同时保证了负荷的响应品质，煤量和调门能 够协调配合动作，负荷响应和压力响应均达到了理想的控制品质。下面结合说明书附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1为本发明预估煤量前馈控制系统的原理图。图2为本发明预测指令的形式图。图3为本发明煤量前馈预估SAMA算法图。图4. 1为单元机组的对象特性曲线A的示意图。图4. 2为单元机组的对象特性曲线B的示意图。图4. 3为单元机组的对象特性曲线C的示意图。图4. 4为单元机组的对象特性曲线D的示意图。 图5. 1为实际负荷曲线的形成图。图5. 2为实际压力曲线的形成图。图6为本发明动态解耦原理图。图7为本发明动态解耦的SAMA算法图。图8为本发明动态解耦后的协调响应曲线图。图9为常规煤量作用于局部函数的响应曲线图。图10为图9中的指令和实际值的偏差曲线图。图11为本发明预估煤量作用于局部函数的响应曲线图。图12为图11中的指令和实际值的偏差曲线图。图13为本发明控制量和被控量之间的作用图。图14为2%速率下负荷响应曲线图(通过模型仿真)。图15为2%速率下负荷响应曲线图(通过实际应用)。图16为3%速率下负荷响应曲线图(通过实际应用)。
具体实施例方式一、预估煤量前馈策略对非线性模型进行简化及线性化处理，可以得到单元机组协调控制系统的近似动 态模型(简称机组模型)
权利要求
1.基于模型动态解耦的火电机组机炉协调控制方法，首先通过一超前的预估煤量克服 燃烧的滞后性，提高负荷的响应速率；其次根据机组模型设计合理的压力设定曲线，使煤量 和调门配合动作，实现动态解耦，使机组的协调控制系统能够充分利用机组的蓄热能力，快 速准确地跟踪目标值；在稳态时合理整定PID控制器参数，保证负荷和主汽压力的稳定。
2.根据权利要求1所述的火电机组机炉协调控制方法，其特征在于超前的预估煤量 通过下述步骤得到1)根据内模原理设计一预估煤量前馈控制系统；幻设计一预测指令， 该预测指令的大小由煤量纯迟延时间和指令变化速率决定；幻所述的预测指令将实际指 令曲线化构造出预测指令信号，在所述的预估煤量前馈控制系统中加入所述的预测指令信 号，产生预估煤量前馈即超前的预估煤量；所述的预估煤量前馈与基准煤量和锅炉主控动 态修正指令叠加后产生煤量指令。
3.根据权利要求1或2所述的火电机组机炉协调控制方法，其特征在于合理的压力设 定曲线通过下述步骤得到负荷指令与煤量变化经特性曲线A形成的负荷曲线之差经特性 曲线B倒推出调门变化，再将煤量变化经特性曲线C和调门变化经特性曲线D形成曲线进 行叠加形成压力设定曲线；所述的特性曲线A为煤量对负荷的响应特性，特性曲线B为调门对负荷的响应特性，特 性曲线C为煤量对压力的响应特性，特性曲线D为调门对压力的响应特性。
全文摘要
本发明公开了一种火力发电机组机炉的协调控制方法。目前的机组协调控制中存在着对象滞后性问题和系统耦合性问题。本发明采用的技术方案为首先通过一超前的预估煤量克服燃烧的滞后性，提高负荷的响应速率；其次根据机组模型设计合理的压力设定曲线，使煤量和调门配合动作，实现动态解耦，使机组的协调控制系统能够充分利用机组的蓄热能力，快速准确地跟踪目标值；在稳态时合理整定PID控制器参数，保证负荷和主汽压力的稳定。本发明克服了煤量燃烧的滞后性，提高了负荷的响应速率；实现了动态解耦的目的，使调门在控制压力的同时保证了负荷的响应品质。
文档编号F22B35/00GK102080819SQ20091015493
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者尹峰, 朱北恒, 李泉 申请人:浙江省电力试验研究院