一种基于IMC内模预测的主汽压力控制系统及方法与流程

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd－rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

背景技术：

1、主蒸汽压力是大型火力发电机组最重要的控制参数之一，具有大迟延、大惯性的特点。对于主蒸汽压力的控制通用做法是基于pid控制器与微分前馈相结合的模式，可较好解决机组变负荷时，主蒸汽压力大幅波动问题，但对解决机组负荷稳定工况下主蒸汽压力小幅波动问题效果较差。并且，在电厂生产过程中主汽压力的稳定与否极大地影响了机组的安全运行，稳定的主汽压力，特别是在机组负荷变动的情况下，响应较快的主汽压力会提高机组负荷响应的能力。锅炉主汽压力控制主要受锅炉燃烧和机组负荷影响，往往存在相当大的延时和惯性，同时煤质的变化又给压力的控制带来容易超调的影响，不利于机组的稳定运行，因此，如何提供一种基于imc内模预测的主汽压力控制系统及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于imc内模预测的主汽压力控制系统及方法，本发明通过智能匹配燃料量与主汽压力以及负荷与主汽压力的控制量，解决主汽压力调节存在的延时大，惯性大，易受煤质变化带来的超调的问题，有效稳定生产过程中的主汽压力。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种基于imc内模预测的主汽压力控制系统，包括：

4、监测模块，所述监测模块用于实时监测锅炉燃烧的燃料供给量m以及机组的负荷q；

5、处理模块，所述处理模块用于根据所述燃料供给量m以及所述机组的负荷q建立机组主汽压力预测模型；

6、imc内模控制模块，所述imc内模控制模块用于根据所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的机组主汽压力进行调整控制。

7、在本技术的一些实施例中，所述机组主汽压力预测模型内设定有预设燃料供给量矩阵t0和预设机组主汽压力预测值矩阵a，对于所述预设机组主汽压力预测值矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设机组主汽压力预测值，a2为第二预设机组主汽压力预测值，a3为第三预设机组主汽压力预测值，a4为第四预设机组主汽压力预测值，且a1＜a2＜a3＜a4；

8、对于所述预设燃料供给量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设燃料供给量，t02为第二预设燃料供给量，t03为第三预设燃料供给量，t04为第四预设燃料供给量，且t01＜t02＜t03＜t04；

9、所述imc内模控制模块用于根据m与所述预设燃料供给量矩阵t0之间的关系选定相应的机组主汽压力预测值作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

10、当m＜t01时，选定所述第一预设机组主汽压力预测值a1作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

11、当t01≤m＜t02时，选定所述第二预设机组主汽压力预测值a2作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

12、当t02≤m＜t03时，选定所述第三预设机组主汽压力预测值a3作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

13、当t03≤m＜t04时，选定所述第四预设机组主汽压力预测值a4作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值。

14、在本技术的一些实施例中，所述机组主汽压力预测模型内还设定有预设机组负荷矩阵r0和预设机组主汽压力预测值修正系数矩阵b，对于所述预设机组主汽压力预测值修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设机组主汽压力预测值修正系数，b2为第二预设机组主汽压力预测值修正系数，b3为第三预设机组主汽压力预测值修正系数，b4为第四预设机组主汽压力预测值修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

15、对于所述预设机组负荷矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设机组负荷，r02为第二预设机组负荷，r03为第三预设机组负荷，r04为第四预设机组负荷，且r01＜r02＜r03＜r04；

16、所述imc内模控制模块还用于根据q与所述预设机组负荷矩阵r0之间的关系选定相应的机组主汽压力预测值修正系数以对各预设机组主汽压力预测值进行修正；

17、当q＜r01时，选定所述第一预设机组主汽压力预测值修正系数b1对所述第一预设机组主汽压力预测值a1进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a1＊b1；

18、当r01≤q＜r02，选定所述第二预设机组主汽压力预测值修正系数b2对所述第二预设机组主汽压力预测值a2进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a2＊b2；

19、当r02≤q＜r03，选定所述第三预设机组主汽压力预测值修正系数b3对所述第三预设机组主汽压力预测值a3进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a3＊b3；

20、当r03≤q＜r04，选定所述第四预设机组主汽压力预测值修正系数b4对所述第四预设机组主汽压力预测值a4进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a4＊b4。

21、在本技术的一些实施例中，所述imc内模控制模块内还设置有预设机组主汽压力标准值，所述imc内模控制模块还用于根据所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的机组主汽压力的预测值以及所述预设机组主汽压力标准值对所述机组主汽压力进行调整控制。

22、在本技术的一些实施例中，所述imc内模控制模块还用于当对所述机组主汽压力进行调整控制时，实时检测锅炉燃烧的燃料类型，并根据所述燃料类型对所述机组主汽压力进行调整控制；其中，

23、所述燃料类型包括气体燃料、固体燃料、液体燃料以及新能源燃料。

24、为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种基于imc内模预测的主汽压力控制方法，应用于所述的基于imc内模预测的主汽压力控制系统中，包括：

25、实时监测锅炉燃烧的燃料供给量m以及机组的负荷q；

26、根据所述燃料供给量m以及所述机组的负荷q建立机组主汽压力预测模型；

27、根据所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的机组主汽压力进行调整控制。

28、在本技术的一些实施例中，所述机组主汽压力预测模型内设定有预设燃料供给量矩阵t0和预设机组主汽压力预测值矩阵a，对于所述预设机组主汽压力预测值矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设机组主汽压力预测值，a2为第二预设机组主汽压力预测值，a3为第三预设机组主汽压力预测值，a4为第四预设机组主汽压力预测值，且a1＜a2＜a3＜a4；

29、对于所述预设燃料供给量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设燃料供给量，t02为第二预设燃料供给量，t03为第三预设燃料供给量，t04为第四预设燃料供给量，且t01＜t02＜t03＜t04；

30、根据m与所述预设燃料供给量矩阵t0之间的关系选定相应的机组主汽压力预测值作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

31、当m＜t01时，选定所述第一预设机组主汽压力预测值a1作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

32、当t01≤m＜t02时，选定所述第二预设机组主汽压力预测值a2作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

33、当t02≤m＜t03时，选定所述第三预设机组主汽压力预测值a3作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值；

34、当t03≤m＜t04时，选定所述第四预设机组主汽压力预测值a4作为所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的所述机组主汽压力值。

35、在本技术的一些实施例中，所述机组主汽压力预测模型内还设定有预设机组负荷矩阵r0和预设机组主汽压力预测值修正系数矩阵b，对于所述预设机组主汽压力预测值修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设机组主汽压力预测值修正系数，b2为第二预设机组主汽压力预测值修正系数，b3为第三预设机组主汽压力预测值修正系数，b4为第四预设机组主汽压力预测值修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

36、对于所述预设机组负荷矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设机组负荷，r02为第二预设机组负荷，r03为第三预设机组负荷，r04为第四预设机组负荷，且r01＜r02＜r03＜r04；

37、根据q与所述预设机组负荷矩阵r0之间的关系选定相应的机组主汽压力预测值修正系数以对各预设机组主汽压力预测值进行修正；

38、当q＜r01时，选定所述第一预设机组主汽压力预测值修正系数b1对所述第一预设机组主汽压力预测值a1进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a1＊b1；

39、当r01≤q＜r02，选定所述第二预设机组主汽压力预测值修正系数b2对所述第二预设机组主汽压力预测值a2进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a2＊b2；

40、当r02≤q＜r03，选定所述第三预设机组主汽压力预测值修正系数b3对所述第三预设机组主汽压力预测值a3进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a3＊b3；

41、当r03≤q＜r04，选定所述第四预设机组主汽压力预测值修正系数b4对所述第四预设机组主汽压力预测值a4进行修正，修正后的机组主汽压力预测值为a4＊b4。

42、在本技术的一些实施例中，还包括：

43、预先设置有预设机组主汽压力标准值，根据所述机组主汽压力预测模型对预设时间内的机组主汽压力的预测值以及所述预设机组主汽压力标准值对所述机组主汽压力进行调整控制。

44、在本技术的一些实施例中，还包括：

45、当对所述机组主汽压力进行调整控制时，实时检测锅炉燃烧的燃料类型，并根据所述燃料类型对所述机组主汽压力进行调整控制；其中，

46、所述燃料类型包括气体燃料、固体燃料、液体燃料以及新能源燃料。

47、本发明提供了一种基于imc内模预测的主汽压力控制系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

48、本发明通过基于建模的imc内模控制模块，智能匹配燃料量与主汽压力以及负荷与主汽压力的控制量，解决主汽压力调节存在的延时大，惯性大，易受煤质变化带来的超调的问题，有效稳定生产过程中的主汽压力，根据影响参数，通过对燃料－主汽压力、负荷－主汽压力建立数学模型，有效预测主汽压力下一时刻的变化趋势，对主汽压力实时监控并及时进行调整，大大优化了机组的运行稳定性，减少了机组的热耗率和维护费用。