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單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):9393666閱讀:690來源:國知局
單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及火力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)領(lǐng)域,特別是設(shè)及一種單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法 和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大型火電單元機(jī)組是一個(gè)復(fù)合對(duì)象,受控過程是一個(gè)多輸入、多輸出的過程,機(jī)爐 主要特性表現(xiàn)為鍋爐是一個(gè)相對(duì)慢速的響應(yīng)過程,熱慣性較大,而汽輪機(jī)則是一個(gè)相對(duì)快 速的響應(yīng)過程,熱慣性較鍋爐小得多。在單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CoordinatedControl System,CC巧設(shè)計(jì)中,為了提高主蒸汽壓力的穩(wěn)定性能,減小在變負(fù)荷過程中的主蒸汽壓力 的控制偏差,通常設(shè)計(jì)有汽機(jī)調(diào)口延時(shí)動(dòng)作(通常通過機(jī)組負(fù)荷指令延時(shí)來實(shí)現(xiàn))和主蒸 汽壓力設(shè)定值延時(shí)動(dòng)作的邏輯回路,使汽機(jī)快速響應(yīng)特性與鍋爐慢速響應(yīng)特性相協(xié)調(diào),W 減少主蒸汽壓力控制偏差。
[0003] 在傳統(tǒng)CCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,汽機(jī)調(diào)口和主蒸汽壓力設(shè)定值的延時(shí)時(shí)間是固定不變 的常數(shù)或隨機(jī)組負(fù)荷指令的變化而變化,而在機(jī)組變負(fù)荷的動(dòng)態(tài)過程中,尤其是在出現(xiàn)煤 質(zhì)變化和磨煤機(jī)啟動(dòng)/停止時(shí),鍋爐的動(dòng)態(tài)過程特性受多種因素影響不斷變化,運(yùn)種汽機(jī) 調(diào)口延時(shí)和主蒸汽壓力設(shè)定值的延時(shí)方案無法很好地使汽機(jī)快速響應(yīng)特性與鍋爐慢速響 應(yīng)特性相協(xié)調(diào),有時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)較大的主蒸汽壓力控制偏差,造成主蒸汽壓力控制的過調(diào) 或欠調(diào),引起鍋爐給煤量發(fā)生過量調(diào)節(jié)現(xiàn)象,影響CCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。
[0004] 針對(duì)上述問題,有技術(shù)提出在汽機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)入口的負(fù)荷設(shè)定后增加1個(gè)純延時(shí) DELAY模塊實(shí)現(xiàn)汽機(jī)調(diào)口的延時(shí)動(dòng)作,在主蒸汽壓力設(shè)定值回路中增加一個(gè)四階慣性環(huán)節(jié) 實(shí)現(xiàn)主蒸汽壓力設(shè)定值延時(shí)動(dòng)作。還有一種現(xiàn)有技術(shù)采用四個(gè)變參數(shù)的慣性環(huán)節(jié)對(duì)由滑壓 函數(shù)所得到的主汽壓力設(shè)定值進(jìn)行慣性濾波,延緩在機(jī)組變負(fù)荷起始時(shí)段內(nèi)主汽壓力定值 的變化,減小此時(shí)段內(nèi)主汽壓力定值與實(shí)際汽壓的偏差。雖然上述方法能夠在一定程度上 減少主蒸汽壓力控制偏差,但是,在鍋爐動(dòng)態(tài)過程特性受多種因素影響變化時(shí),仍然會(huì)出現(xiàn) 較大的主蒸汽壓力控制偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]基于此,有必要針對(duì)鍋爐動(dòng)態(tài)過程特性受多種因素影響變化時(shí),主蒸汽壓力控制 偏差較大的問題,提供一種單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)。
[0006] 一種單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法,包括W下步驟:
[0007] 根據(jù)鍋爐主控壓力PID調(diào)節(jié)器入口的主蒸汽壓力設(shè)定值與實(shí)際主蒸汽壓力值,計(jì) 算單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主蒸汽壓力控制偏差;
[0008] 根據(jù)原始主蒸汽壓力設(shè)定值與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的主蒸汽壓力設(shè)定值的差值設(shè)置主 蒸汽壓力設(shè)定值經(jīng)第一延遲環(huán)節(jié)后的第一變化方向;
[0009] 根據(jù)原始機(jī)組負(fù)荷指令與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的機(jī)組負(fù)荷指令的差值設(shè)置機(jī)組負(fù)荷指 令經(jīng)第二延遲環(huán)節(jié)后的第二變化方向;
[0010] 根據(jù)所述主蒸汽壓力控制偏差、第一變化方向和第二變化方向,對(duì)機(jī)組負(fù)荷指令 的延遲時(shí)間和主蒸汽壓力設(shè)定值的延遲時(shí)間進(jìn)行在線調(diào)整。
[0011] 一種單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),包括:
[0012] 計(jì)算裝置,用于根據(jù)鍋爐主控壓力PID調(diào)節(jié)器入口的主蒸汽壓力設(shè)定值與實(shí)際主 蒸汽壓力值,計(jì)算單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主蒸汽壓力控制偏差;
[0013] 第一設(shè)置裝置,用于根據(jù)原始主蒸汽壓力設(shè)定值與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的主蒸汽壓力設(shè) 定值的差值設(shè)置主蒸汽壓力設(shè)定值經(jīng)第一延遲環(huán)節(jié)后的第一變化方向;
[0014] 第二設(shè)置裝置,用于根據(jù)原始機(jī)組負(fù)荷指令與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的機(jī)組負(fù)荷指令的差 值設(shè)置機(jī)組負(fù)荷指令經(jīng)第二延遲環(huán)節(jié)后的第二變化方向;
[0015] 調(diào)整裝置,用于根據(jù)所述主蒸汽壓力控制偏差、第一變化方向和第二變化方向,對(duì) 機(jī)組負(fù)荷指令的延遲時(shí)間和主蒸汽壓力設(shè)定值的延遲時(shí)間進(jìn)行在線調(diào)整。
[0016] 上述單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng),根據(jù)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主蒸汽壓力控 制偏差、第一變化方向和第二變化方向,對(duì)延遲時(shí)間進(jìn)行在線調(diào)整。當(dāng)出現(xiàn)較大的主蒸汽 壓力控制偏差時(shí),通過在線調(diào)整延遲時(shí)間,使機(jī)組負(fù)荷指令和主蒸汽壓力設(shè)定值的延遲時(shí) 間向有利于減少主蒸汽壓力控制偏差的方向變化,從而達(dá)到減少主蒸汽壓力控制偏差的目 的,避免出現(xiàn)鍋爐給煤量過量調(diào)節(jié)現(xiàn)象,提高單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在變負(fù)荷工況下的調(diào) 節(jié)品質(zhì)和穩(wěn)定性能。
【附圖說明】
[0017]圖1為典型的傳統(tǒng)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制原理圖;
[0018] 圖2為本發(fā)明的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法流程圖;
[0019]圖3為本發(fā)明的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制原理圖;
[0020] 圖4為本發(fā)明的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖5為本發(fā)明的計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022] 圖6為本發(fā)明的調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述。
[0024] 本發(fā)明可W在DCS值istributedControlSystem,分散控制系統(tǒng))、 PLC(P;rogramm油leLogicController,可編程邏輯控制器)、單片機(jī)或計(jì)算機(jī)上編程實(shí)現(xiàn)。 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,W下根據(jù)附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施僅僅用W解釋本發(fā)明,并不限定本發(fā) 明。 陽0巧]附圖1為典型的傳統(tǒng)CCS系統(tǒng)控制原理圖。機(jī)組負(fù)荷指令MWD經(jīng)過一個(gè)滑壓曲 線函數(shù)fi(x)后得到理論目標(biāo)壓力設(shè)定值TPsi,再經(jīng)過一個(gè)疊加模塊X疊加上一個(gè)偏置 值Bias得到目標(biāo)壓力設(shè)定值TPs2,然后再經(jīng)過一個(gè)變化速率限制算法塊V>后形成TPs3, 再經(jīng)過一個(gè)由4個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成的傳遞函數(shù)為
(式中,S為拉普拉斯算子,下 文同)的延時(shí)環(huán)節(jié)4LAGi(x)后,得到延時(shí)后的主蒸汽壓力設(shè)定值TPs4,最后經(jīng)過一個(gè)傳 遞函數(shù)為 盞慣性環(huán)節(jié)LAG后,最終得到鍋爐主控壓力PID(Proportion Integral Differential,比例積分微分)調(diào)節(jié)器入口的主蒸汽壓力設(shè)定值TPs,通常主蒸汽壓力設(shè)定 值延時(shí)環(huán)節(jié)4LAGi(x)的時(shí)間常數(shù)為固定值,或根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令的變化而變化。主蒸汽壓 力設(shè)定值TPs與實(shí)際主蒸汽壓力值PT經(jīng)過一個(gè)求偏差運(yùn)算模塊A后,得到主蒸汽壓力控 制偏差TP。,TP。經(jīng)過鍋爐主控壓力PID調(diào)節(jié)器后,與經(jīng)超前滯后環(huán)節(jié)LEADLAG之后的機(jī)組負(fù) 荷指令MWD-同,經(jīng)過疊加模塊X,最終得到鍋爐主控指令抓。
[00%] 機(jī)組負(fù)荷指令MWD經(jīng)過一個(gè)由4個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成的傳遞函數(shù)為
的延時(shí) 環(huán)節(jié)4LAG2(x),得到汽機(jī)主控負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器入口處還未加入壓力拉回量和一次調(diào)頻量 的負(fù)荷設(shè)定值MWDi,再經(jīng)過一個(gè)疊加模塊X疊加上壓力拉回量f(x)和一次調(diào)頻量后,最 終得到汽機(jī)主控負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器入口的負(fù)荷設(shè)定值麗〇2,通常機(jī)組負(fù)荷指令的延時(shí)環(huán)節(jié) 化AG2(x)的時(shí)間常數(shù)為固定值,或根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令的變化而變化。機(jī)組負(fù)荷指令MWD與 實(shí)際機(jī)組負(fù)荷指令MW經(jīng)過一個(gè)求偏差運(yùn)算模塊A后,再經(jīng)過汽機(jī)主控功率PID調(diào)節(jié)器后, 與經(jīng)前饋函數(shù)f2(x)之后的機(jī)組負(fù)荷指令MWD-同,經(jīng)過疊加模塊X,最終得到汽機(jī)主控指 令。
[0027] 圖2為本發(fā)明的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制方法流程圖。如圖2所示,本發(fā)明的單元機(jī)組 協(xié)調(diào)控制方法具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0028] S1,根據(jù)鍋爐主控壓力PID調(diào)節(jié)器入口的主蒸汽壓力設(shè)定值與實(shí)際主蒸汽壓力 值,計(jì)算單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主蒸汽壓力控制偏差;
[0029] S2,根據(jù)原始主蒸汽壓力設(shè)定值與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的主蒸汽壓力設(shè)定值的差值設(shè)置 主蒸汽壓力設(shè)定值經(jīng)第一延遲環(huán)節(jié)后的第一變化方向;
[0030] S3,根據(jù)原始機(jī)組負(fù)荷指令與經(jīng)延遲環(huán)節(jié)后的機(jī)組負(fù)荷指令的差值設(shè)置機(jī)組負(fù)荷 指令經(jīng)第二延遲環(huán)節(jié)后的第二變化方向;
[0031] S4,根據(jù)所述主蒸汽壓力控制偏差、第一變化方向和第二變化方向,
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