[发明专利]基于协调控制品质的火电机组煤量前馈量化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电机组机炉协调控制，具体地说是一种基于协调控制品质的火电机组煤量前馈量化设计方法。

背景技术

煤量前馈是为火电机组快速响应负荷而设计的，当前大型火电机组大多需要滑压且深度调峰运行，由于采用直吹式，从输入煤量到产生负荷需较长时间，常规煤量前馈控制方法很难做到快速准确的动态跟随，AGC运行的品质并不理想；同时，在AGC状态时，煤量过大、频繁的波动也影响了协调控制系统的稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于协调控制品质的火电机组煤量前馈量化设计方法，以解决目前协调控制系统难以快速跟随问题和煤量过大波动问题，既保证节能运行又提高火电机组的协调控制品质。

为此，本发明采用如下的技术方案：基于协调控制品质的火电机组煤量前馈量化设计方法，其步骤如下：首先，将速率限制前后的负荷指令求偏差，通过量化标尺一维折线函数获得煤量前馈量化标尺，从而设计出不同等级负荷煤量前馈的基本量化标尺；其次，根据协调品质要求和机组特性设计出具有闭环控制特点的煤量前馈量化信号，其包括机组指令形式和机组特性函数两个部分，将所设计的机组指令与机组特性函数组成闭环控制回路，闭环控制回路中控制器输出的控制信号减去基准指令对应的基准信号获得煤量前馈量化信号；最后，由于机组的非线性特性，闭环控制回路产生的煤量前馈量化信号对于不同负荷段的适应性有限，因此需要对其进行修正；量化标尺一维折线函数能够反映不同负荷变化时预给煤的基本变化量，根据不同等级负荷煤量前馈的基本量化标尺，采用量化标尺一维折线函数对煤量前馈量化信号进行修正，得到修正后的煤量前馈量化信号。

煤量前馈量化标尺，它将负荷的变化数值与煤量变化的数值对应起来，从而能够提前精确计算出预给煤量的大小。因此，煤量前馈量化标尺是衡量负荷变化量和煤量变化量之间数量转换关系的一个工具。

上述的火电机组煤量前馈量化设计方法，所述的机组指令中含有提前量，其高度根据机组特性函数的响应特性决定；所述的机组特性函数采用煤量对负荷的特性函数，其特性用一阶加迟延函数或多阶惯性函数进行拟合。

上述的火电机组煤量前馈量化设计方法，所述机组的近似动态模型如下：                                                    ，

在上式中，⊿p表示压力变化量，⊿N表示负荷变化量，⊿B表示煤量变化量，⊿μ表示调门变化量，G11表示调门对负荷的特性函数，G12表示煤量对负荷的特性函数，G21表示调门对压力的特性函数，G22表示煤量对压力的特性函数。

上述的火电机组煤量前馈量化设计方法，修正后的煤量前馈量化信号，其高度在基本量化标尺的附近，宽度由特性函数G12决定，同时由于机组的非线性特性，采用一阶微分的时间宽度对其进行补偿。

本发明具有以下有益效果：保证了机组节能运行；保证了机组协调控制品质；机组在AGC状态时煤量前馈波动幅度大为减少，加强了机组的稳定性。

附图说明

图1为本发明煤量前馈量化标尺图。

图2为本发明闭环控制回路实现量化前馈原理图。

图3为本发明正常负荷指令时G12的响应图（图中，A表示正常负荷指令，B表示正常负荷指令时G12的响应曲线）。

图4为本发明带叠加负荷指令时G12的响应图（图中，A表示带叠加负荷指令，B表示正常负荷指令，C表示G12响应曲线）。

图5为本发明基于量化标尺修正的煤量前馈原理图（图中，A表示量化标尺）。

图6为AGC状态下采用煤量前馈量化信号时负荷、压力响应图(通过实际应用；图中，A表示负荷响应曲线，B表示压力响应曲线，C表示量化煤量前馈曲线)。

图7为AGC状态下采用常规煤量前馈信号时负荷、压力响应图(通过实际应用；图中，A表示负荷响应曲线，B表示压力响应曲线，C表示常规煤量前馈曲线)。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

一、煤量前馈量化标尺

为火电机组快速响应负荷，预给煤量(即煤量前馈)的大小需要有一个量化标尺，它用于将负荷的变化数值与煤量的变化数值对应，从而能够提前精确计算出预给煤量的大小，因此，煤量前馈量化标尺是衡量负荷变化量和煤量变化量之间数量转换关系的一个工具。图1给出了煤量前馈量化标尺的计算步骤。