燃料流量调节方法和pid控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种燃料流量调节方法和PID控制器。
【背景技术】
[0002]在研发燃气轮机控制系统时，由于安全可靠性的设计需要，为了避免超温、超转、熄火和压气机喘振等，燃料流量的控制通常会加入限制保护设计，即燃料流量的最终输出除了受控制器的调节外，也受到机械强度、喘振边界、辅机控制阀物理极限位置和变化速率等多种限制调节。而当这些限制条件与控制器输出发生冲突时，就会产生积分饱和问题，造成燃料流量震荡。
[0003]输出饱和问题属于真实控制系统中的一个固有特性，在生产和设计中无法根本上消除，但燃气轮机因为其相对复杂的控制规律和各种保护措施使得饱和问题在燃气轮机控制中较为常见，特别是在燃气轮机快速启动和快速加载负荷时，由于燃料流量调节范围变化大，最容易发生该类问题，导致燃气轮机控制性能下降，严重时甚至导致控制系统不稳定，导致事故。
[0004]目前工程上常用的解决方法主要为两类:一是将控制器参数调得很低，使得燃料流量变化缓慢而不会出现瞬态超限；另一类是采用积分冻结方式，即当燃料流量的输出超过限制条件时，“冻结”燃料流量的调节。这2类方法实现简单，结构清晰，编程方便，易于在传统的PID(proport1n integrat1n differentiat1n，比例积分微分)系统中实现，但它们的缺点就是设计保守，因为限制了燃气轮机的启动和加负荷的速率，导致燃气轮机的启动时间过长，带来了一定的控制性能损失。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是解决上述问题。
[0006]本发明提供了一种燃料流量调节方法，包括:
[0007]获取上一次所输出的理论燃料流量与燃气轮机的测量燃料流量之间的流量差值；
[0008]获取测量功率参数与目标功率参数之间的功率参数差值；
[0009]使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正得到修正后的功率参数差值；
[0010]采用预设的比例系数对修正后的功率参数差值进行运算得到理论燃料流量并输出。
[0011]进一步的，所述使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正得到修正后的功率参数差值包括:
[0012]将功率参数差值减去所述流量差值与预设值的乘积得到修正后的功率参数差值。
[0013]进一步的，所述预设值为1/6。
[0014]进一步的，所述获取上一次所输出的理论燃料流量与燃气轮机的测量燃料流量之间的流量差值包括:
[0015]获取所述燃气轮机的阀门开度；
[0016]根据如下公式计算燃气轮机的测量燃料流量:
[0017]WF = A*KV*Vlv*SPD ；
[0018]其中，A为预设值，WF为实际燃料流量，kv表示阀门的特性斜率、Vlv表示阀门开度、sro为燃气轮机转速。
[0019]进一步的，所述使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正得到修正后的功率参数差值包括:
[0020]使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正，并使用被控制的阀门的开启和关闭惯性对所述功率参数差值得到修正后的功率参数差值。
[0021]本发明提供了一种PID控制器，包括:
[0022]第一获取模块，用于获取上一次所输出的理论燃料流量与燃气轮机的测量燃料流量之间的流量差值；
[0023]第二获取模块，用于获取测量功率参数与目标功率参数之间的功率参数差值；
[0024]修正模块，用于使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正得到修正后的功率参数差值；
[0025]输出模块，用于采用预设的比例系数对修正后的功率参数差值进行运算得到理论燃料流量并输出。
[0026]进一步的，所述修正模块用于将功率参数差值减去所述流量差值与预设值的乘积得到修正后的功率参数差值。
[0027]进一步的，所述预设值为1/6。
[0028]进一步的，所述第一获取模块用于获取所述燃气轮机的阀门开度；
[0029]根据如下公式计算燃气轮机的测量燃料流量:
[0030]WF = A*KV*Vlv*SPD ；
[0031]其中，A为预设值，WF为实际燃料流量，kv表示阀门的特性斜率、Vlv表示阀门开度、sro为燃气轮机转速。
[0032]进一步的，所述修正模块具体用于使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正，并使用被控制的阀门的开启和关闭惯性对所述功率参数差值得到修正后的功率参数差值。
[0033]采用本发明提供的方案，既能够允许采用较大的比例系数调节燃料流量，又不至于浪费控制器的性能。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本发明一实施例提供的一种燃料流量调节方法的流程示意图；
[0036]图2为本发明一实施例提供的一种燃料流量调节方法的流程示意图；
[0037]图3为本发明一实施例提供的一种PID控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]本发明提供了一种燃料流量调节方法，如图1所示，该方法包括:
[0040]步骤S11，获取上一次所输出的理论燃料流量与燃气轮机的测量燃料流量之间的流量差值；
[0041]步骤S12，获取测量功率参数与目标功率参数之间的功率参数差值；
[0042]步骤S13，使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正得到修正后的功率参数差值；
[0043]步骤S14，采用预设的比例系数对修正后的功率参数差值进行运算得到理论燃料流量并输出。
[0044]本发明提供的方案中，如果获取到的流量差值不为0，则说明上一次所输出的理论燃料流量大于阀门实际能够达到的速度，此时理论燃料流量受到了边界条件的限制，通过使用该流量差值对功率参数差值进行反向修正，能够使本次输出的理论燃料流量相较于根据原始的功率参数差值修正得到的理论燃料流量较小，通过这种方式，能够使得所输出的理论燃料流量贴近边界条件调节。如果获取到的差值为0，则说明此时理论燃料流量没有受到边界调节限制，使用所述流量差值对所述功率参数差值进行反向修正所得到的修正后的功率参数差值与原始的功率参数差值一致，此时也不会影响控制器的性能。采用本发明提供的燃料流量调节，能够允许控制器采用较大的比例系数，又不至于浪费控制器的性能。
[0045]在具体实施时，上述的步骤Sll中首先获取燃气轮机的测量燃料流量。进一步的，可以通过多种方式获取燃气轮机的测量燃料流量。一种可选的方式是，预先在燃料辅机上布置相关流量传感器来测量燃料流量，之后通过获取流量传感器的测量值得到测量燃料流量；或者也可以采用如下方式:
[0046]获取所述燃气轮机的阀门开度；
[0047]根据如下公式计算燃气轮机的测量燃