一种机跟炉模式的火电机组控制方法及系统与流程

本发明涉及火电机组控制，尤其涉及一种机跟炉模式的火电机组控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，火电机组装置多采用“机跟炉”或“炉跟机”控制方式，基本上都是锅炉、汽轮发电机相对独立运行的方式，没有实现锅炉-汽轮发电机的协调控制，无法满足“既要快速适应负荷功率变化，又要保持锅炉液位、蒸汽压力在允许范围内”的基本要求，存在负荷功率跟踪性能较差、锅炉液位与蒸汽压力波动较大、动态响应过程时间较长等问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种机跟炉模式的火电机组控制方法及系统，用以解决现有技术中存在负荷功率跟踪性能较差、锅炉液位与蒸汽压力波动较大、动态响应过程时间较长的缺陷。

2、第一方面，本发明提供一种机跟炉模式的火电机组控制方法，包括：根据第一控制动作信号和第二控制动作信号，控制加热控制器件以控制电锅炉的电加热功率；其中，第一控制动作信号是根据蒸汽压力扰动补偿信号和功率差信号之和生成的，第二控制动作信号是利用比例微分策略，根据汽轮机的负荷功率信号生成的；其中，所述蒸汽压力扰动补偿信号是根据蒸汽压力信号确定的，用于补偿功率差信号的变化扰动，所述功率差信号是汽轮机的负荷功率信号与实发功率信号之差；

3、根据第一蒸汽压力差信号与压力差调节信号，确定第二蒸汽压力差信号，以控制汽轮机的进气调节阀的开度；其中，第一蒸汽压力差信号为蒸汽压力预设信号与蒸汽压力信号之差，压力调节信号是将所述功率差信号作为双向限幅的比例器的输入信号时的输出信号；

4、根据第一开度信号和第二开度信号，控制给水泵的给水调节阀的开度；所述第一开度信号是根据电锅炉液位差信号、给水流量信号以及蒸汽流量信号确定的，所述第二开度信号是根据第二蒸汽压力差信号确定的。

5、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制方法，根据蒸汽压力信号确定蒸汽压力扰动补偿信号，以补偿功率差信号的变化扰动，包括：

6、采用一阶惯性微分控制策略，根据蒸汽压力信号，生成蒸汽压力扰动补偿信号；一阶惯性微分控制策略的关系式为：

7、

8、其中，td为惯性时间常数，kd为比例增益常数，s为拉普拉斯算子；蒸汽压力扰动补偿信号的表达式为：

9、

10、其中，pt为蒸汽压力信号；

11、设置惯性时间常数和比例增益常数，以使得蒸汽压力扰动补偿信号与功率差信号之和为0。

12、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制方法，利用双向限幅的比例器生成压力调节信号的步骤包括：将所述功率差信号作为输入信号，输入至双向限幅的比例器；当功率差信号处于双向限幅的比例器的限幅区域的情况下，压力调节信号随着所述功率差信号的变化呈正相关的线性变化；在功率差信号处于双向限幅的比例器的两侧的水平饱和区域的情况下，压力调节信号随着功率差信号的变化一直保持为当前的压力调节信号。

13、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制方法，根据电锅炉液位差信号、给水流量信号以及蒸汽流量信号确定第一开度信号，包括：根据电锅炉液位差信号，确定用于补偿电锅炉的液位波动的期望给水流量信号；根据期望给水流量信号、给水流量信号以及蒸汽流量信号，确定第一开度信号，以实现期望给水流量的供给；以及，根据第二蒸汽压力差信号，确定第二开度信号，包括：采用比例积分策略，根据第二蒸汽压力差信号，确定第二开度信号。

14、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制方法，还包括：根据给水调节阀的压差误差确定给水泵的转速信号，调节给水泵的转速，以使得所述压差误差小于预设阈值；所述压差误差为给水调节阀的前后压差设定值与前后压差实测值的差值。

15、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制方法，所述加热控制器件为可控硅或接触器。

16、第二方面，本发明还提供一种机跟炉模式的火电机组控制系统，包括：

17、第一控制模块，用于根据第一控制动作信号和第二控制动作信号，控制加热控制器件以控制电锅炉的电加热功率；其中，第一控制动作信号是根据蒸汽压力扰动补偿信号和功率差信号之和生成的，第二控制动作信号是根据汽轮机的负荷功率信号，利用比例微分策略生成的；其中，所述蒸汽压力扰动补偿信号是根据蒸汽压力信号确定的，用于补偿功率差信号的变化扰动，所述功率差信号是汽轮机的负荷功率信号与实发功率信号之差；

18、第二控制模块，用于根据第一蒸汽压力差信号与压力差调节信号，确定第二蒸汽压力差信号，以控制汽轮机的进气调节阀的开度；其中，第一蒸汽压力差信号为蒸汽压力预设信号与蒸汽压力信号之差，压力调节信号是将所述功率差信号作为双向限幅的比例器的输入信号时的输出信号；

19、第三控制模块，用于根据第一开度信号和第二开度信号，控制给水泵的给水调节阀的开度；所述第一开度信号是根据电锅炉液位差信号、给水流量信号以及蒸汽流量信号确定的，所述第二开度信号是根据第二蒸汽压力差信号确定的。

20、根据本发明提供的一种机跟炉模式的火电机组控制系统，所述系统还包括：第四控制模块；

21、所述第四控制模块，用于根据给水调节阀的压差误差确定给水泵的转速信号，调节给水泵的转速，以使得所述压差误差小于预设阈值；

22、所述压差误差为给水调节阀的前后压差设定值与前后压差实测值的差值。

23、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述机跟炉模式的火电机组控制方法的步骤。

24、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述机跟炉模式的火电机组控制方法的步骤。

25、本发明提供的机跟炉模式的火电机组控制方法及系统，增加了蒸汽压力抗扰控制环节、汽轮机非线性限幅控制环节、给水前馈控制环节以及电锅炉比例微分控制环节，最终达到兼顾负荷功率跟踪性能、电锅炉液位与蒸汽压力波动、给水控制与电功率控制响应速度三个方面的协调控制目标。

技术特征：

1.一种机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，根据蒸汽压力信号确定蒸汽压力扰动补偿信号，以补偿功率差信号的变化扰动，包括：

3.根据权利要求1所述的机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，利用双向限幅的比例器生成压力调节信号的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，根据电锅炉液位差信号、给水流量信号以及蒸汽流量信号确定第一开度信号，包括：

5.根据权利要求1所述的机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的机跟炉模式的火电机组控制方法，其特征在于，所述加热控制器件为可控硅或接触器。

7.一种机跟炉模式的火电机组控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的机跟炉模式的火电机组控制系统，其特征在于，所述系统还包括：第四控制模块；

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述机跟炉模式的火电机组控制方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述机跟炉模式的火电机组控制方法的步骤。

技术总结本发明提供一种机跟炉模式的火电机组控制方法及系统，属于火电机组控制技术领域，所述方法包括：根据第一控制动作信号和第二控制动作信号，控制加热控制器件以控制电锅炉的电加热功率；根据第一蒸汽压力差信号与压力差调节信号，确定第二蒸汽压力差信号，以控制汽轮机的进气调节阀的开度；根据第一开度信号和第二开度信号，控制给水泵的给水调节阀的开度。本发明提供的机跟炉模式的火电机组控制方法及系统，增加了蒸汽压力抗扰控制环节、汽轮机非线性限幅控制环节、给水前馈控制环节以及电锅炉比例微分控制环节，最终达到兼顾负荷功率跟踪性能、电锅炉液位与蒸汽压力波动、给水控制与电功率控制响应速度三个方面的协调控制目标。技术研发人员：郭晓杰,郑伟,周天成,柯志武,邹振海,柴文婷,周宏宽,李献领,宋苹,赵振兴,徐广展受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所技术研发日：技术公布日：2024/1/15