[发明专利]一种基于独立调制串级策略的垃圾发电机组蒸汽温度控制方法

说明书

本发明涉及一种基于独立调制串级策略的垃圾发电机组蒸汽温度控制方法，所述方法采用独立调制串级策略，在原传统串级控制策略基础上对外回路以及内回路的设定值与反馈值回路上增加调制环节，外回路设定值与反馈值的调制环节分别采用比例积分环节与比例积分微分环节，内回路设定值与反馈值的调制环节均采用比例积分环节，然后通过控制策略参数整定方法得出整定参数。本发明解决了垃圾发电机组蒸汽温度波动大的技术问题，降低了运行人员的操作强度，提高了垃圾发电机组运行的安全性与经济性。

技术领域

本发明涉及一种基于独立调制串级策略的垃圾发电机组蒸汽温度控制方法。属于热能动力工程和自动控制领域。

背景技术

垃圾发电机组蒸汽温度控制基本原理是通过在蒸汽管道中喷入低温水进行调节的(如附图1所示)，它是垃圾发电厂最关键的控制系统之一。目前垃圾发电厂大多采用两种控制策略，一种是基于单回路闭环控制该方法对蒸汽温度的控制效果较差新建垃圾发电机组已很少采用；二是采用基于串级控制策略的控制方案(如附图2所示)，为当前的主流控制策略，所调整的喷水调门开度指令为u，蒸汽温度为y，图中P₁(s)为惯性区传递函数模型，P₂(s)为导前区传递函数模型，C₂(s)为副调节器传递函数模型，C₁(s)为主调节器传递函数模型，r(s)为蒸汽温度设定值，d₂(s)为内回路扰动，d₁(s)为外回路扰动。

传统的串级温度控制策略，存在以下问题：

(1)由于蒸汽温度被控对象普遍存在大滞后、大惯性问题，导致为保证整个系统的稳定性在串级控制系统的主调控制器参数整定过程中将主调节器作用整定较弱，使控制系统的外回路抗扰动能力较差。

(2)由于反馈回路采用单位反馈，对于大惯性、大滞后对象反馈不及时导致蒸汽温度调节存在滞后，尤其是外回路的反馈使蒸汽温度整体调节性性能较差。

针对上述第一个问题，可增加调制环节，对设定值跟踪与扰动抑制进行独立调制，从而消除设定值跟踪性能与扰动抑制性能的耦合；针对第二个问题，可在反馈调制环节中增加微分环节，根据被调量的变化方向与变化率大小改变反馈值，实现反馈值的预测，减小调节的滞后性。

但到目前为止，还未见过针对上述二类问题而改进的垃圾发电机组蒸汽温度串级控制方案的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于独立调制串级策略的垃圾发电机组蒸汽温度控制方法，将蒸汽温度自动有效投入，同时降低蒸汽温度波动幅度减小控制系统振荡。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于独立调制串级策略的垃圾发电机组蒸汽温度控制方法，所述方法采用独立调制串级策略，在原传统串级控制策略基础上对外回路以及内回路的设定值与反馈值回路上增加调制环节，外回路设定值与反馈值的调制环节分别采用比例积分环节与比例积分微分环节，内回路设定值与反馈值的调制环节均采用比例积分环节，然后通过控制策略参数整定方法得出整定参数。

优选地，在所述独立调制串级策略中内回路的设定值r₂计算表达式为：

式中，r₂(s)为内回路的设定值；s为拉氏算子；r₁(s)为蒸汽温度设定值；y₁(s)为导前温度实际值；N为微分滤波常数，数值为10；K_c1为外回路比例因子、β₁为外回路设定值调制因子、T_i1为外回路积分时间、T_d1为外回路微分时间，均为整定参数；

喷水阀的开度指令表达式为：