燃气轮机进口导叶开度控制方法及装置与流程

本申请涉及燃气轮机控制，尤其涉及一种燃气轮机进口导叶开度控制方法及装置。

背景技术：

1、燃气轮机联合循环发电作为一种可靠性高、污染小、灵活性强的发电方式，近年来得到高速发展。燃气轮机主要包含压气机、燃烧室以及透平三部分，其主要调节方式为：1)调节参与燃烧的燃料流量；2)调节压气机进口导叶(inlet guide vane，igv)开度，改变进入压气机的空气流量。igv开度控制的主要作用是防止压气机喘振和将燃气轮机排气温度控制在余热锅炉的最佳工作点，以获得较高的联合循环效率。相关技术中，存在通过燃气轮机发电功率或只利用单一pid控制器调节igv开度的方法。然而，随着运行时间的增加、机组工况发生变化等原因，机组特性逐渐改变，传统igv开度控制方法的控制效果会下降，难以快速准确地将排气温度控制在余热锅炉最佳工作点，导致联合循环机组发电效率降低。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请第一方面提出了一种燃气轮机进口导叶开度控制方法，包括：

3、获取燃气轮机的排气温度基准值和排气温度值，并得到所述排气温度基准值和所述排气温度值之间的温差值；

4、将所述温差值输入至多个控制器，得到所述多个控制器各自对应的输出值，其中，所述多个控制器中的参数在不同标准负荷工况点整定得到；

5、确定所述燃气轮机的当前负荷工况点，根据所述当前负荷工况点确定所述多个控制器各自对应的权重系数；

6、基于所述多个控制器各自对应的权重系数分别对所述多个控制器各自对应的输出值进行加权处理，获得多个加权输出值；

7、根据所述多个加权输出值生成进口导叶开度控制指令，并基于所述进口导叶开度控制指令对燃气轮机进口导叶开度进行控制。

8、在本申请一些实施例中，所述多个控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；所述第一控制器中的参数在第一标准负荷工况点l1整定得到，所述第二控制器中的参数在第二标准负荷工况点l2整定得到，所述第三控制器中的参数在第三标准负荷工况点l3整定得到，其中，l1＜l2＜l3≤100％。

9、在本申请一些实施例中，根据所述当前负荷工况点通过以下公式确定所述多个控制器各自对应的权重系数；

10、λ1、λ2、λ3均限幅0～1

11、其中，l为所述当前负荷工况点，λ1为所述第一控制器对应的权重系数，λ2为所述第二控制器对应的权重系数，λ3为所述第三控制器对应的权重系数。在本申请一些实施例中，所述根据所述多个加权输出值生成进口导叶开度控制指令，包括：确定所述燃气轮机的当前发电负荷设定值和发电负荷设定值对进口导叶开度的前馈修正函数；根据所述当前发电负荷设定值和发电负荷设定值对进口导叶开度的前馈修正函数，获得第一修正值；根据所述多个加权输出值和所述第一修正值生成进口导叶开度控制指令。

12、在本申请一些实施例中，所述根据所述多个加权输出值和所述第一修正值生成进口导叶开度控制指令，包括：在所述燃气轮机降负荷运行时，对所述第一修正值进行增益处理，获得第二修正值；根据所述多个加权输出值和所述第二修正值生成进口导叶开度控制指令。

13、在本申请一些实施例中，所述根据所述当前发电负荷设定值和发电负荷设定值对进口导叶开度的前馈修正函数，获得第一修正值，包括：获取压气机入口压力值和压气机入口温度值；确定所述压气机入口压力对发电负荷设定值的第一修正函数和压气机入口温度与压气机入口温度对发电负荷设定值的第二修正函数；根据所述压气机入口压力值、所述压气机入口温度值、所述第一修正函数和所述第二修正函数，对所述当前发电负荷设定值进行修正，获得第三修正值；根据所述第三修正值和所述前馈修正函数，获得第一修正值。

14、本申请第二方面提出了一种燃气轮机进口导叶开度控制装置，包括：

15、第一计算模块，用于获取燃气轮机的排气温度基准值和排气温度值，并得到所述排气温度基准值和所述排气温度值之间的温差值；

16、第二计算模块，用于将所述温差值输入至多个控制器，得到所述多个控制器各自对应的输出值，其中，所述多个控制器中的参数在不同标准负荷工况点整定得到；

17、确定模块，用于确定所述燃气轮机的当前负荷工况点，根据所述当前负荷工况点确定所述多个控制器各自对应的权重系数；

18、处理模块，用于基于所述多个控制器各自对应的权重系数分别对所述多个控制器各自对应的输出值进行加权处理，获得多个加权输出值；

19、控制模块，用于根据所述多个加权输出值生成进口导叶开度控制指令，并基于所述进口导叶开度控制指令对燃气轮机进口导叶开度进行控制。

20、在本申请一些实施例中，所述多个控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；所述第一控制器中的参数在第一标准负荷工况点l1整定得到，所述第二控制器中的参数在第二标准负荷工况点l2整定得到，所述第三控制器中的参数在第三标准负荷工况点l3整定得到，其中，l1＜l2＜l3≤100％。

21、在本申请一些实施例中，所述确定模块根据所述当前负荷工况点通过以下公式确定所述多个控制器各自对应的权重系数：

22、λ1、λ2、λ3均限幅0～1

23、其中，l为所述当前负荷工况点，λ1为所述第一控制器对应的权重系数，λ2为所述第二控制器对应的权重系数，λ3为所述第三控制器对应的权重系数。

24、本申请第三方面提出了一种燃气轮机进口导叶的控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现前述第一方面所述的方法。

25、根据本申请实施例的燃气轮机进口导叶开度控制方法，设计了排气温度的多回路控制器控制，在不同负荷工况点下对多个控制器的输出赋予不同的权重，可以使燃气轮机在不同负荷工况点下都能准确控制进口导叶开度，从而使燃气轮机联合循环机组位于最佳工作点，提高机组发电效率。

26、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种燃气轮机进口导叶开度控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；所述第一控制器中的参数在第一标准负荷工况点l1整定得到，所述第二控制器中的参数在第二标准负荷工况点l2整定得到，所述第三控制器中的参数在第三标准负荷工况点l3整定得到，其中，l1＜l2＜l3≤100％。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述当前负荷工况点通过以下公式确定所述多个控制器各自对应的权重系数；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个加权输出值生成进口导叶开度控制指令，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个加权输出值和所述第一修正值生成进口导叶开度控制指令，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前发电负荷设定值和发电负荷设定值对进口导叶开度的前馈修正函数，获得第一修正值，包括：

7.一种燃气轮机进口导叶开度控制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多个控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；所述第一控制器中的参数在第一标准负荷工况点l1整定得到，所述第二控制器中的参数在第二标准负荷工况点l2整定得到，所述第三控制器中的参数在第三标准负荷工况点l3整定得到，其中，l1＜l2＜l3≤100％。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块根据所述当前负荷工况点通过以下公式确定所述多个控制器各自对应的权重系数：

10.一种燃气轮机进口导叶的控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-6中任一所述的方法。

技术总结
本申请提出一种燃气轮机进口导叶开度控制方法及装置，涉及燃气轮机控制技术领域。其中，方法包括：获取排气温度基准值和排气温度值之间的温差值；将温差值输入至多个控制器，得到多个控制器各自对应的输出值；确定燃气轮机的当前负荷工况点，根据当前负荷工况点确定多个控制器各自对应的权重系数；基于多个控制器各自对应的权重系数分别对多个控制器各自对应的输出值进行加权处理，获得多个加权输出值；根据多个加权输出值生成进口导叶开度控制指令，并基于进口导叶开度控制指令对燃气轮机进口导叶开度进行控制。本申请可在不同负荷工况点下对多个控制器的输出赋予不同的权重，从而准确控制进口导叶开度，提高机组发电效率。

技术研发人员：卫星光,肖俊峰,胡孟起,夏林,连小龙,王一丰,姜世杰,田新平
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15