[发明专利]循环流化床发电机组的协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于发电机组控制技术领域，尤其是一种循环流化床发电机组的协调控制方法。

背景技术

电力的正常供应离不开发电设备，而发电设备主要由锅炉、汽轮机、发电机、辅助设备及控制设备组成，其中最常用的锅炉是煤粉炉。发电机组的工作原理是：原煤经过给煤机进入锅炉燃烧，燃烧产生的热量被锅炉中循环的水吸收，水的温度超过饱和温度后变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机高速旋转，被带动的发电机的闭合线圈在磁场作用下进行切割磁力线运动产生电能并输入电网。

控制设备根据调度中心的负荷指令(发电功率指令)对锅炉的给煤量和蒸汽压力进行调控以实现供电的平衡和蒸汽的平衡。为了对锅炉的给煤量和蒸汽压力进行调控，较常见的控制方法如图3所示，它是1957年由L&N公司提出的一种直接能量平衡控制方法；主要表达了锅炉的发热量与汽轮机的需求量之间的平衡，由于其良好的控制效果使该控制方法在煤粉炉发电机组中得到了全面的应用。该控制方法的控制过程是首先比较当前功率设定值与瞬时电网功率的偏差，经过两级PID(比例积分微分调节器)调整后的输出值控制汽轮机调整门的开大、减小或保持，使发电机输出功率增加、减小或保持，此时汽轮机机前压力发生变化，控制系统将变化的汽轮机机前压力与机前压力设定值进行比较，再将比较的结果经过两级PID调整后控制循环流化床锅炉给煤机转速增加、减小或保持，使汽轮机机前压力与汽轮机机前压力设定值平衡，所以从整个控制过程来看，它是一个动态平衡的过程，不仅能够响应电网频率变化的需求，而且能够维持发电机组内部蒸汽的供需平衡。

随着科技的进步，循环流化床锅炉以其燃烧高效率、低污染、燃料适应性广等优点正逐步取代传统的煤粉炉，循环流化床锅炉和煤粉炉的主要区别在于：煤粉炉的燃料进入炉膛后快速燃烧，而循环流化床锅炉燃料是煤粒，煤粒进入炉膛后分层燃烧，未燃烧完的煤粒通过循环又回到炉膛继续燃烧，整个燃烧时间较长，热容量比煤粉炉也大很多，但正是由于循环流化床锅炉内的煤粒为循环燃烧方式，使其燃烧特性是纯迟延大惯性，特别是其纯迟延时间在整个燃烧过程中占的比例较大，传统煤粉炉的燃烧迟延时间是4～6分钟，而循环流化床锅炉的燃烧迟延时间在16～22分钟以上，如果继续采用传统的直接能量平衡方法来控制循环流化床发电机组，会带来很大的扰动。随着锅炉容量的增大，床料增多，热惯性也同时变大，而控制也变的更困难。因此，循环流化床锅炉发电机组的控制除匹配好各工艺参数之间的关系以外，最重要的还是应从解决纯迟延大惯性着手考虑控制方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将蒸汽压力偏差和功率偏差交织在一起进行调节、能够快速响应电网频率变化、同时依据蒸汽压力偏差维持机组内部蒸汽供需平衡的循环流化床发电机组的协调控制方法。

本实用新型采取的技术方案是：

一种循环流化床发电机组的协调控制方法，其特征在于：其协调控制方法的步骤是：

(1).设定发电机输出功率设定值和汽轮机机前压力设定值，系统由手动运行切换至自动运行状态；

(2).检测电网瞬时功率值和汽轮机机前压力值并存储；

(3).将发电机输出功率设定值和汽轮机机前压力设定值分别替换为已存储的电网瞬时功率值和汽轮机机前压力值；

(4).将电网瞬时功率值、发电机输出功率设定值、汽轮机机前压力设定值与汽轮机机前压力值的差值共同输入到压力回拉及功率偏差运算模块处理；

(5).将压力回拉及功率偏差运算模块处理的结果与发电机输出功率设定值输入到PID1进行比较处理；

(6).PID1输出信号控制汽轮机调整门的开大、减小或保持；

(7).将汽轮机调整门的开大、减小或保持导致机前压力变化后的压力数值与汽轮机机前压力设定值共同输入到PID2进行比较处理；

(8).将PID2输出信号与发电机功率设定值和汽轮机机前压力设定值共同输入到功率前馈及压力前馈模块处理；

(9).功率前馈及压力前馈模块的输出信号控制循环流化床锅炉给煤机转速的增加、减小或保持；

(10).重复步骤(4)～步骤(9)，即完成循环流化床发电机组的协调控制。

而且，所述的压力回拉及功率偏差运算模块的处理流程是：发电机功率设定值经过滞后环节处理后的输出值一路输入至折线函数Y2处理，另一路与电网瞬时功率值进行差运算，差运算的结果一路输入至折线函数Y3处理，另一路与折线函数Y1的输出值进行加运算，加运算的结果作为PID1的输入量。