燃煤机组前馈控制方法与流程

本发明涉及燃煤机组控制，具体涉及燃煤机组前馈控制方法。

背景技术：

1、近年来，风电、太阳能等新能源在电力系统中的渗透率不断提高，而新能源发电的随机性和间歇性与传统同步发电机有着显著差异，电力系统频率的稳定性和安全性受到了极大威胁，与此同时，火电等常规机组的容量占比逐渐减小，导致系统调峰调频能力减弱。在此背景下，我国燃煤机组急需提升自身运行灵活性，支撑高比例新能源消纳、维护电力系统安全稳定运行。

2、加装熔盐储热系统是近年来提出的一种实现燃煤机组快速变负荷、深度调峰运行能力的重要技术手段。但是，当利用烟气加热熔盐进行储热时，需要抽取大量的烟气流量，锅炉的部分热量进入到换热器中进行加热，造成原本用于加热水和水蒸气的热量减少，使得机组主蒸汽压力开始缓慢下降，进而造成机组负荷开始下降。为维持机组主蒸汽压力的稳定，目前锅炉运行一般采用常规的基于主蒸汽压力偏差进行给煤量控制，然而机组给煤量到主蒸汽压力这一个回路是一个大迟延大惯性环节，需要较长的反应时间，往往难以取得满意的控制品质，同时由于锅炉主控pid控制器的调节参数相对较小，因此给煤量的反馈校正过慢且存在波动情况，进而导致在当前控制方式下，机组主蒸汽压力波动程度较大，不利于机组稳定安全运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种燃煤机组前馈控制方法，至少在烟气储热过程中，锅炉给煤量能加快或提前动作，锅炉能量能够得到迅速补充，从而减小主蒸汽压力等主要参数的波动，提升机组运行稳定性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种燃煤机组前馈控制方法，燃煤机组进入储热工况时，包括如下步骤：

3、根据第一机组负荷指令计算获得第一控制信号；

4、获取第一主蒸汽压力实测值和第一主蒸汽压力设定值，将所述第一主蒸汽压力实测值和所述第一主蒸汽压力设定值输入到第一pid控制器后输出第二控制信号；

5、获取储热工况的最大给煤量ux，根据所述最大给煤量ux计算获得第一静态给煤量u1和第一动态给煤量u2，并根据所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2计算获得第三控制信号；

6、将所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号的和输出到锅炉主控pid控制器，根据所述锅炉主控pid控制器的输出量调节给煤量，以控制主蒸汽压力。

7、本发明提供燃煤机组前馈控制方法，在传统基于主蒸汽压力偏差信号进行给煤量控制的基础上，增加一路给煤量前馈信号，具体获取储热工况的最大给煤量ux，并根据最大给煤量ux计算获得第一静态给煤量u1和第一动态给煤量u2，再根据第一静态给煤量u1和第一动态给煤量u2获得第三控制信号，也即给煤量前馈信号，如此，通过增加这一路给煤量前馈信号，在燃煤机组进入储热工况时锅炉给煤量能加快或提前动作，使得锅炉能量得到迅速补充，避免主蒸汽压力大迟延环节调节的滞后性和震荡性，维持燃煤机组主蒸汽压力等主要参数的稳定，提升机组运行稳定性。

8、可选地，所述第一静态给煤量u1计算为：u1＝f1(ux)，其中，f1为以0为起点，以ux为终点，斜率为p的斜坡函数；

9、所述第一动态给煤量u2计算为：u2＝ux(1-1/(t1s+1))，其中，t1为时间惯性常数，s为拉普拉斯算子。

10、可选地，获取所述最大给煤量ux包括如下步骤：

11、获取燃煤机组进入储热工况时的机组当前负荷nx，根据所述机组当前负荷nx计算获得所述燃煤机组进入储热工况时的最大烟气抽取量dx：dx=f2(nx)；

12、所述最大给煤量ux计算为：ux=dx/k0，其中，k0为折算系数。

13、可选地，获取所述折算系数k0包括如下步骤：

14、获取非储热工况下，且机组负荷处于稳定状态时的烟气流量平均值q0和给煤量平均值u0，并计算获得折算系数k0：k0=q0/u0。

15、可选地，判断机组负荷处于稳定状态的判断条件为：；

16、式中：

17、n—机组负荷；

18、n—数据长度。

19、可选地，所述烟气流量平均值q0计算为：；所述给煤量平均值u0计算为：；

20、式中：

21、q—机组烟气流量；

22、u—机组给煤量。

23、可选地，根据所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2计算获得第三控制信号，具体包括如下步骤：

24、计算获得所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2的和，若所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2的和低于安全幅值，则所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2的和为所述第三控制信号；

25、若所述第一静态给煤量u1和所述第一动态给煤量u2的和高于安全幅值，则所述安全幅值为所述第三控制信号。

26、可选地，燃煤机组进入储热工况时，还包括如下步骤：

27、获取第一过热器出口温度设定值和第一过热器出口温度实测值，将所述第一过热器出口温度设定值和所述第一过热器出口温度实测值输入到第二pid控制器后输出第一减温水出口温度设定值；

28、获取第一减温水出口温度实测值，将所述第一减温水出口温度设定值和所述第一减温水出口温度实测值输入到第三pid控制器后输出第四控制信号；

29、将所述第四控制信号和第五控制信号的和输出到减温水阀门pid控制器，根据所述减温水阀门pid控制器的输出量调节减温水阀门的开度；

30、所述第五控制信号为-uz(1/(t2s+1)3)，其中，t2为时间惯性常数，s为拉普拉斯算子。

31、可选地，燃煤机组退出储热工况时，还包括如下步骤：

32、根据第二机组负荷指令计算获得第六控制信号；

33、获取第二主蒸汽压力实测值和第二主蒸汽压力设定值，将所述第二主蒸汽压力实测值和所述第二主蒸汽压力设定值输入到第一pid控制器后输出第七控制信号；

34、根据所述最大给煤量ux计算获得第二静态给煤量u1'和第二动态给煤量u2'，并根据所述第二静态给煤量u1'和第二动态给煤量u2'计算获得第八控制信号；

35、将所述第六控制信号、所述第七控制信号和所述第八控制信号的和输出到锅炉主控pid控制器，根据所述锅炉主控pid控制器的输出量调节给煤量，以控制主蒸汽压力。

36、可选地，所述第二静态给煤量u1'计算为：u1'＝f3(ux)，其中，f1为以ux为起点，以0为终点，斜率为-p的斜坡函数；

37、所述第二动态给煤量u2'计算为：u2'＝-ux(1-1/(t1s+1)) ，其中，t1为时间惯性常数，s为拉普拉斯算子。

38、可选地，燃煤机组退出储热工况时，还包括如下步骤：

39、获取第二过热器出口温度设定值和第二过热器出口温度实测值，将所述第二过热器出口温度设定值和所述第二过热器出口温度实测值输入到第二pid控制器后输出第二减温水出口温度设定值；

40、获取第二减温水出口温度实测值，将所述第二减温水出口温度设定值和所述第二减温水出口温度实测值输入到第三pid控制器后输出第九控制信号；

41、将所述第九控制信号和第十控制信号的和输出到减温水阀门pid控制器，根据所述减温水阀门pid控制器的输出量调节减温水阀门的开度；

42、所述第十控制信号为uz(1/(t2s+1)3)，其中，t2为时间惯性常数，s为拉普拉斯算子。