专利名称：一种消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法
技术领域：
本发明涉及一种快速消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，特别是一种利用微分控制模块的阶跃输出特性，在原锅炉燃料量指令的基础上，通过间歇性的快速叠加与汽压静态偏差相对应的燃料量指令偏置，及时调整锅炉的燃料量，从而快速消除机组主汽压力静态偏差的先进控制方法，属于热能动力工程和自动控制领域。
背景技术：
锅炉的负荷控制系统是火电厂调节负荷及稳定机组运行的最重要的控制系统之一，它主要包括锅炉主控回路和燃料控制回路。在传统的锅炉负荷控制方案中(如附图
I 所示)，各层所产生的指令为第一层为锅炉主控层，计算锅炉的燃料量指令BM BM = PD (N0) +PID Lk1 (P0-Pt)]式中，N。为机组的功率指令；PQ为主汽压力定值；PT为主汽压力A1为可选取的比例系数；PD，PID分别为比例微分和比例积分微分调节器。第二层为燃料控制层，计算给煤机的平均转速指令CFB CFB = k3*BM+PI [k2 (BM-FU)]式中，BM为锅炉燃料量指令；FU为锅炉总煤量经一阶惯性滤波后的输出值；k2，k3 为可选择的比例系数；PI为比例积分调节器。调整锅炉给煤机的平均转速指令CFB，就能实现锅炉燃料量的调整。在传统的锅炉负荷控制方案中，主汽压力的静态偏差(Pci-Pt)主要依靠PID调节器中的积分作用I来消除的。由于锅炉给煤量对主汽压力的影响是一个大惯性、大滞后的被控过程(纯滞后约120秒左右，惯性时间约1000秒左右)，因此为了确保锅炉负荷控制系统的稳定性，PID调节器中的积分作用只能取得很小(对大惯性过程，大的积分作用会引起控制系统的不稳定)，积分时间往往达400秒以上。另一方面，主汽压力的静态偏差(Pci-Pt) 往往只有(O. 1-0. 3)Mpa左右，PID调节器的输入偏差很小，很小的积分作用往往使锅炉负荷控制系统所具有的消除汽压静差的能力很差，在火电机组运行的大部分时间里，总是存在难于消除的汽压静态偏差，特别是直吹式的亚临界机组如国内大量运行的300MW机组， 始终存在汽压静差的状况尤为明显。目前，还未见过采用其它有效方法来消除汽压静差以提高其控制精度的方法和控制方案的报道。
发明内容
技术问题针对锅炉负荷控制系统的现状，为了有效消除机组主汽压力的静态偏差以提高其控制精度，本发明在原锅炉燃料量指令的基础上，提出一种消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，通过间歇性的快速叠加与汽压静态偏差相对应的燃料量指令偏置，快速消除机组主汽压力静态偏差。技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，该方法包括如下步骤实时监测火电机组主汽压力的静态偏差，当主汽压力的静态偏差超出规定值时，利用微分控制模块的阶跃输出特性，在原锅炉燃料量指令的基础上，通过间歇性的快速叠加与主汽压力静态偏差相对应的燃料量指令偏置，调整锅炉的燃料量，从而消除机组主汽压力的静态偏差。所述调整锅炉燃料量，其对象为锅炉主控层和燃料控制层调整锅炉主控层，将根据火电机组的功率指令N。及主汽压力偏差(Pq-Pt)得到锅炉的燃料量指令BM
权利要求
1.一种消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，其特征在于该方法包括 如下步骤实时监测火电机组主汽压力的静态偏差，当主汽压力的静态偏差超出规定值时， 利用微分控制模块的阶跃输出特性，在原锅炉燃料量指令的基础上，通过间歇性的快速叠 加与主汽压力静态偏差相对应的燃料量指令偏置，调整锅炉的燃料量，从而消除机组主汽 压力的静态偏差。
2.根据权利要求1所述的消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，其特征 在于所述调整锅炉燃料量，其对象为锅炉主控层和燃料控制层调整锅炉主控层，将根据火电机组的功率指令％及主汽压力偏差(PfPj得到锅炉的 燃料量指令BM BM = PD (N0) +PID [k: (P0-PT) ] +BMT式中，N0为机组的功率指令；PQ为主汽压力定值；PT为主汽压力丸为可选取的比例系 数；PD，PID分别为比例微分和比例积分微分调节器；BMT为燃料量指令的间歇性调整偏置， 其调整幅度与主汽压力的静态偏差大小有关；燃料量指令的间歇性调整偏置BMT采用如下方法确定步骤A.确定燃料量间歇调整的状态标志"STAT"；步骤A1.若主汽压力定值P。、主汽压力PT的变化率的绝对值分别小于LL1和LL2，汽压 偏差(PcrPT)大于规定值HL，且这种状态能维持时间DT1秒以上，则说明系统存在主汽压力 的静态偏差，需调整燃料量，状态标志"STAT"应置位；用如下产生式规则来描述IF {(abs (LEDi (P0)) ( LL1) AND (abs (LED2 (PT)) ( LL2) AND (abs (P0-PT)彡 HL)能保持时间 DTI 秒} then" STAT" = 1式中，LL1，LL2和HL分别为预先设定的不同的限值；abs为绝对值函数;AND为逻辑 “与”模块为主汽压力定值；PT为主汽压力；LEDi，LED2分别为不同参数的第一微分模块和第二微分模块，其传递函数分别为:LED'(S) = ^f^,LED2(s) = ^^；KD1为第一微分.1 + lmSi + ^D2S模块的比例增益；TD1为第一微分模块的微分时间；kD2为第二微分模块的比例增益；tD2为第 二微分模块的微分时间；s为拉普拉斯算子；步骤A2.若标志"STAT " = 1的保持时间超过DT2秒，则"STAT "自动复位， 即"STAT" = 0 ；步骤B.根据燃料量间歇调整的状态标志"STAT"，确定燃料量指令的间歇性调整偏 置 BMT ；bmt={LED3(A2-A,)xF(P0-Pt) ^'STAT" = l 时 0.0^3''STAT" = 0 时式中，Po为主汽压力定值；PT为主汽压力-A，a2是二个设定的常数；F(X)为预先设定rj-< s的多点函数；led3为第三微分模块，其传递函数为是以(A2-Ai)为阶跃输入的微分输出；KD3为第三微分模块的比例增益；TD3为第三微分模块的微 分时间；s为拉普拉斯算子；燃料控制层，将根据锅炉燃料量指令BM和锅炉实际总煤量FU计算给煤机的平均转速 指令CFB CFB = k3*BM+PI [k2 (BM-FU)]式中，BM为锅炉燃料量指令；FU为锅炉总煤量经一阶惯性滤波后的输出值；k2，k3为可选择的比例系数；PI为比例积分调节器；调整锅炉给煤机的平均转速指令CFB，实现锅炉燃料量的调整。
全文摘要
本发明公开了一种消除火电机组主汽压力静态偏差的间歇性控制方法，该方法包括如下步骤实时监测火电机组主汽压力的静态偏差，当主汽压力的静态偏差超出规定值时，利用微分控制模块的阶跃输出特性，在原锅炉燃料量指令的基础上，通过间歇性的快速叠加与主汽压力静态偏差相对应的燃料量指令偏置，调整锅炉的燃料量，从而消除机组主汽压力的静态偏差。该方法可实时监测火电机组主汽压力的静态偏差，当汽压静态偏差超出规定值时，在原锅炉燃料量指令的基础上，通过间歇性的快速叠加与汽压静态偏差相对应的燃料量指令偏置，及时调整锅炉的燃料量，从而能快速消除机组主汽压力的静态偏差，有效提高机组主汽压力的控制精度。
文档编号F23N1/00GK102607053SQ20121004901
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者吕剑虹, 崔晓波, 沈炯, 秦文炜, 陈雨亭 申请人:东南大学