一種火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電機(jī)組控制工程技術(shù)，具體涉及一種火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著特高壓輸電線路陸續(xù)投運(yùn)，以及風(fēng)電、太陽能等新能源廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。為保證電能質(zhì)量和清潔能源的充分利用，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)要求火力發(fā)電機(jī)組具有快速的負(fù)荷響應(yīng)性能和調(diào)節(jié)性能，深度參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻。汽輪機(jī)是一個(gè)快速響應(yīng)對象，而鍋爐燃燒過程則具有大滯后性，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)負(fù)荷的快速性與鍋爐燃燒過程滯后性之間的矛盾也就越來越突出。如何既能充分利用鍋爐蓄熱改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量響應(yīng)負(fù)荷變化，又能保證鍋爐的主汽壓力偏差不超出范圍，維持鍋爐燃燒穩(wěn)定，對鍋爐的燃料量控制提出更高的要求?；鹆Πl(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，采用主汽壓力與其設(shè)定值的偏差信號，經(jīng)過PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的燃料量。由于從燃料量變化到鍋爐熱負(fù)荷變化，以及主蒸汽壓力的變化有一定遲延。在機(jī)組負(fù)荷需求變化時(shí)，容易出現(xiàn)主汽壓力調(diào)節(jié)與機(jī)組負(fù)荷需求不匹配甚至相互矛盾的情況，造成主汽壓力偏差超限，影響鍋爐燃燒穩(wěn)定和機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠在電網(wǎng)負(fù)荷需求變化時(shí)既能使火力發(fā)電機(jī)組快速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的需求，又能保證主汽壓力偏差不超限、維持鍋爐燃燒穩(wěn)定，提高火力發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)性能和運(yùn)行穩(wěn)定性的火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法，步驟包括:
1)將目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組的主汽壓力設(shè)定值減去主汽壓力得到主汽壓力偏差信號ΛP'
2)將目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷指令減去實(shí)際負(fù)荷得到負(fù)荷偏差彳目號ΛI(xiàn)a
3)根據(jù)負(fù)荷偏差信號ΛZ判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求，根據(jù)主汽壓力偏差信號Λ摩Ij斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力偏差對燃料的增減需求；根據(jù)目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求、主汽壓力偏差對燃料的增減需求調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)，如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；
4)將主汽壓力偏差信號Λ片俞入所述PID控制器，所述PID控制器基于調(diào)節(jié)得到的控制參數(shù)計(jì)算PID運(yùn)算輸出量，并通過所述PID運(yùn)算輸出量調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的燃料量。
[0005]優(yōu)選地，所述步驟3)的詳細(xì)步驟包括:
3.1)判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差信號Λ Z在-5MW?+5MW之間、主汽壓力偏差信號Λ /? -0.1MPa?+0.1MPa之間兩個(gè)條件是否同時(shí)滿足，如果兩個(gè)條件同時(shí)滿足，則判定目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組處于穩(wěn)態(tài)工況，設(shè)置PID控制器的控制參數(shù)中比例增益命的值為第一預(yù)設(shè)值A(chǔ)、積分時(shí)間H的值為第二預(yù)設(shè)值B、微分系數(shù)心亦]值為第三預(yù)設(shè)值C，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.2)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z大于+5MW、主汽壓力偏差信號Λ Z5小于-0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為增加燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為減少燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.3)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z大于+5MW、主汽壓力偏差信號Λ 于+0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為增加燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為增加燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.4)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z小于-5MW、主汽壓力偏差信號Λ Z5小于-0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為減少燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為減少燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.5)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z小于-5MW、主汽壓力偏差信號Λ 于+0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為減少燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為增加燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；最終，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4)。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟3.2)和3.5)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，具體是指將PID控制器的控制參數(shù)中的比例增益命的值設(shè)置為小于第一預(yù)設(shè)值Α，積分時(shí)間ri的值設(shè)置為大于第二預(yù)設(shè)值B。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟3.3)和3.4)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，具體是指將PID控制器的控制參數(shù)中的比例增益命的值設(shè)置為大于第一預(yù)設(shè)值A(chǔ)，積分時(shí)間ri的值設(shè)置為小于第二預(yù)設(shè)值B。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟3.2)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)后，比例增益命的值為
0.7A，其中A表示第一預(yù)設(shè)值；積分時(shí)間ri的值為1.5B，其中B表示第二預(yù)設(shè)值。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟3.5)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)后，比例增益命的值為
0.7A，其中A表示第一預(yù)設(shè)值；積分時(shí)間ri的值為1.5B，其中B表示第二預(yù)設(shè)值。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟3.3)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)后，比例增益命的值為
1.2A，其中A表示第一預(yù)設(shè)值；積分時(shí)間ri的值為0.SB，其中B表示第二預(yù)設(shè)值。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟3.4)中調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)后，比例增益命的值為1.2A，其中A表示第一預(yù)設(shè)值；積分時(shí)間W的值為0.SB，其中B表示第二預(yù)設(shè)值。
[0012]優(yōu)選地，所述第三預(yù)設(shè)值C的值為O。
[0013]本發(fā)明火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明根據(jù)負(fù)荷偏差信號Λ Z判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求，根據(jù)主汽壓力偏差信號Λ P判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力偏差對燃料的增減需求；根據(jù)目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求、主汽壓力偏差對燃料的增減需求調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)，如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，從而使火力發(fā)電機(jī)組的燃料量與鍋爐熱負(fù)荷、電網(wǎng)負(fù)荷需求一致，能夠在電網(wǎng)負(fù)荷需求變化時(shí)既能使火力發(fā)電機(jī)組快速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的需求，又能保證主汽壓力偏差不超限、維持鍋爐燃燒穩(wěn)定，提高火力發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例方法的基本量流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力優(yōu)化控制方法的步驟包括:
1)將目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組的主汽壓力設(shè)定值減去主汽壓力得到主汽壓力偏差信號ΛP'
2)將目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷指令減去實(shí)際負(fù)荷得到負(fù)荷偏差彳目號ΛI(xiàn)a
3)根據(jù)負(fù)荷偏差信號ΛZ判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求，根據(jù)主汽壓力偏差信號Λ摩Ij斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組主汽壓力偏差對燃料的增減需求；根據(jù)目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差對燃料的增減需求、主汽壓力偏差對燃料的增減需求調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)，如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；如果負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，則調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用；
4)將主汽壓力偏差信號Λ片俞入所述PID控制器，所述PID控制器基于調(diào)節(jié)得到的控制參數(shù)計(jì)算PID運(yùn)算輸出量，并通過所述PID運(yùn)算輸出量調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的燃料量。
[0016]本實(shí)施例中，步驟3 )的詳細(xì)步驟包括:
3.1)判斷目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷偏差信號Λ Z在-5MW?+5MW之間、主汽壓力偏差信號Λ /? -0.1MPa?+0.1MPa之間兩個(gè)條件是否同時(shí)滿足，如果兩個(gè)條件同時(shí)滿足，則判定目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組處于穩(wěn)態(tài)工況，設(shè)置PID控制器的控制參數(shù)中比例增益命的值為第一預(yù)設(shè)值A(chǔ)、積分時(shí)間H的值為第二預(yù)設(shè)值B、微分系數(shù)心亦]值為第三預(yù)設(shè)值C，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟
4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；本實(shí)施例中，第一預(yù)設(shè)值A(chǔ)、第二預(yù)設(shè)值B是在目標(biāo)火力發(fā)電機(jī)組上通過調(diào)整試驗(yàn)獲得的；
3.2)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z大于+5MW、主汽壓力偏差信號Λ Z5小于-0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為增加燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為減少燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求不同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以減弱PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.3)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z大于+5MW、主汽壓力偏差信號Λ 于+0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為增加燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為增加燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏差對燃料的增減需求相同，調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)以增強(qiáng)PID控制器對進(jìn)入鍋爐的燃料量的調(diào)節(jié)作用，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
3.4)判斷負(fù)荷偏差信號Λ Z小于-5MW、主汽壓力偏差信號Λ Z5小于-0.1MPa兩個(gè)條件是否同時(shí)成立，如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，則判定負(fù)荷偏差對燃料的增減需求為減少燃料、主汽壓力偏差對燃料的增減需求為減少燃料，負(fù)荷偏差對燃料的增減需求與主汽壓力偏