一种变负荷工况下的前馈控制方法和系统与流程

本申请涉及过程控制领域，特别是涉及一种变负荷工况下的前馈控制方法、系统、计算机设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在锅炉中，水和煤是主要的燃料组成部分，为了实现稳定的燃烧过程，需要根据实际工况下燃烧的情况和需求来调节水煤比。

2、参与agc(automatic generation control，自动发电控制)调节的机组，升负荷时汽轮机阀门开，主汽压力降低，反之降负荷时主汽压力升高，另外，升降负荷过程中，会导致温度的剧烈变动，这种频繁的变负荷对锅炉压力与温度控制带来了巨大挑战。

3、目前针对相关技术中，在频繁变负荷情况下，agc控制方法稳定性较差的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种变负荷工况下的前馈控制方法和系统方法、装置、系统、计算机设备和计算机可读存储介质，以至少解决相关技术中在频繁变负荷情况下，agc控制方法稳定性较差的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种变负荷工况下的前馈控制方法，应用在锅炉控制场景，所述方法包括：

3、根据过热器的温度变化率，获取锅炉燃烧强度；

4、采集锅炉的负荷变化信息，基于所述负荷变化信息确定所述锅炉是否处于变负荷工况；

5、在所述锅炉处于变负荷工况的情况下，通过预设前馈控制模型，基于所述负荷变化信息和所述燃烧强度输出调节信号，

6、其中，所述调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，调节所述过热器的给煤和给水量。

7、在其中一些实施例中，所述预设前馈控制模型包括：多组前馈控制通道和通道切换模块，

8、其中，所述前馈控制通道包括：升负荷前馈控制通道、降负荷前馈控制通道和稳态前馈控制通道，

9、所述切换模块，用于匹配与所述负荷变化信息对应的前馈控制通道，以及，在不同前馈控制通道之间进行切换。

10、在其中一些实施例中，通过预设前馈控制模型，基于负荷变化信息和所述燃烧强度输出调节信号包括：

11、响应所述负荷变化信息，通过所述通道切换模块，匹配与所述负荷变化信息对应的前馈控制通道；

12、通过所述前馈控制通道中的预设函数，根据所述燃烧强度输出对应的调节信号，其中，

13、所述预设函数指示所述燃烧强度和所述调节信号的映射关系，在任意工况下，所述燃烧强度对应的调节信号作用于锅炉的控制系统之后，所述锅炉的温度变化保持在预设范围。

14、在其中一些实施例中，通过所述前馈控制通道中的预设函数，根据所述燃烧强度输出对应的调节信号包括：

15、在采用所述稳态前馈控制通道的情况下，若所述燃烧强度处于第一区间，则输出第一调节信号，若所述燃烧强度位于第二区间，则输出第二调节信号；

16、在采用所述升负荷前馈控制通道的情况下，若所述燃烧强度处于第一预设区间，则输出第三调节信号，若所述燃烧强度位于第二区间，则输出第四调节信号；

17、在采用所述降负荷前馈控制通道的情况下，若所述燃烧强度处于第一区间，则输出第五调节信号，若所述燃烧强度位于第二区间，则输出第六调节信号。

18、在其中一些实施例中，所述第一调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，在当前调节信号的基础上，按照第一数值减少所述给煤量并增加所述给水量，所述第二调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，在当前调节信号的基础上，按照所述第一数值，增加所述给煤量并减少所述给水量；

19、所述第三调节指令和所述第五调节指令，分别根据所述第一调节信号和第一系数组确定，所述第四调节信号和所述第六调节指令，分别根据所述第二调节信号和第二系数组确定。

20、在其中一些实施例中，所述根据过热器的温度变化率，获取锅炉燃烧强度包括：

21、获取所述过热器的入口蒸汽温度和出口蒸汽温度，并根据所述过热器的入口蒸汽温度和出口蒸汽温度得到平均蒸汽温度；

22、对所述平均蒸汽温度进行一阶滤波得到滤波后平均蒸汽温度，根据所述滤波后平均蒸汽温度和所述平均蒸汽温度，得到所述过热器的温度变化率；

23、根据所述温度变化率和温度偏差值进行模糊判断，得到所述燃烧强度，其中，所述温度偏差值是任意工况下，出口蒸汽温度预设值和出口蒸汽温度实际值的差值。

24、在其中一些实施例中，所述根据所述温度变化率和温度偏差值进行模糊判断，得到所述燃烧强度包括：

25、根据所述温度变化率和所述温度偏差值，与预设输入模糊集合的隶属度，确定最优输入模糊集合；

26、通过将所述最优输入模糊集合，在预设模糊规则列表中匹配，获取与所述最优输入模糊集合对应的模糊量等级；

27、根据所述模糊量等级确定，获取所述锅炉燃烧强度。

28、第二方面，本申请实施例提供了一种变负荷工况下的前馈控制系统，应用在锅炉控制场景，所述系统包括：燃烧强度识别模块和调节信号生成模块，其中：

29、所述燃烧强度识别模块，用于根据过热器的温度变化率，获取锅炉燃烧强度；

30、所述调节信号生成模块，采集锅炉的负荷变化信息，基于所述负荷变化信息确定所述锅炉是否处于变负荷工况，在所述锅炉处于变负荷工况的情况下，通过预设前馈控制模型，基于所述负荷变化信息和所述燃烧强度输出调节信号，

31、其中，所述调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，调节所述过热器的给煤和给水量。

32、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的方法。

33、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的方法。

34、相比于相关技术，本申请实施例提供的一种变负荷工况下的前馈控制方法和系统，根据过热器的温度变化率获取锅炉燃烧强度；采集锅炉的负荷变化信息，在锅炉处于变负荷工况的情况下，通过预设前馈控制模型，基于负荷变化信息和燃烧强度输出调节信号。解决了在频繁变负荷情况下agc控制方法稳定性较差的问题，对升降负荷过程中潜在的温度异常变动进行预测，并根据预测的结果对应的调节给煤给水量，以对温度变化进行补偿，从而使在锅炉升降负荷中，保持温度的稳定，提升燃煤机组的控制稳定性。

技术特征：

1.一种变负荷工况下的前馈控制方法，其特征在于，应用在锅炉控制场景，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设前馈控制模型包括：多组前馈控制通道和通道切换模块，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过预设前馈控制模型，基于负荷变化信息和所述燃烧强度输出调节信号包括：

4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，通过所述前馈控制通道中的预设函数，根据所述燃烧强度输出对应的调节信号包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，在当前调节信号的基础上，按照第一数值减少所述给煤量并增加所述给水量，所述第二调节信号用于指示所述锅炉的控制系统，在当前调节信号的基础上，按照所述第一数值，增加所述给煤量并减少所述给水量；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据过热器的温度变化率，获取锅炉燃烧强度包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度变化率和温度偏差值进行模糊判断，得到所述燃烧强度包括：

8.一种变负荷工况下的前馈控制系统，其特征在于，应用在锅炉控制场景，所述系统包括：燃烧强度识别模块和调节信号生成模块，其中：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以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计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请实施例提供的一种变负荷工况下的前馈控制方法和系统，根据过热器的温度变化率或/过热器的蓄能值，获取锅炉燃烧强度；采集锅炉的负荷变化信息，在锅炉处于变负荷工况的情况下，通过预设前馈控制模型，基于负荷变化信息和燃烧强度输出调节信号。解决了在频繁变负荷情况下AGC控制方法稳定性较差的问题，升降负荷过程中潜在的温度异常变动进行预测，并根据预测的结果，对应的调节给煤给水量，以对温度变化进行补偿，从而使在锅炉升降负荷中，保持温度的稳定，提升燃煤机组的控制稳定性。

技术研发人员：许伟强,周晟阳,李志军,杨超,丁宇鸣,陈世彪,黄一博
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15