一种超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法与流程

本发明涉及超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制领域。更具体地说，本发明涉及一种超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制的一体化控制方法。

背景技术：

1、电力系统自动发电控制(automatic generation control，agc)是实现发电功率和负荷功率平衡，保持电网频率为规定值和联络线交换功率为计划值的重要手段。传统意义上，agc是通过调节发电功率跟随负荷功率的随机扰动。随着以风电和光伏大规模接入电网，传统的电力系统频率控制问题面临新的挑战和机遇。

2、随着风电、光电等新能源在电网中所占比例的不断上升，超临界调峰机组面临来自电网日益频繁的调峰要求，给超临界机组带来了巨大的干扰。现有基于pid协调控制系统和主蒸汽温控制是两个独立的控制系统，主汽温受协调控制系统操作变量的影响很大，这一点从主汽温度波动在变负荷时比定负荷时更大的现象就能证实。当前，在大力发展新能源的形势下，燃煤机组变负荷运行的需求不断增加。将协调控制和主蒸汽温控制分开的策略有其局限性，而即使利用常规线性mpc控制系统对其进行融合，但是常规线性mpc仍然无法解决不同负荷下的过程非线性问题。

技术实现思路

1、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明的一优选实施方案提供了一种超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，包括以下步骤：

2、s1、搭建数据通讯平台，在dcs平台添加modbus通讯卡件，apc服务器与dcs平台采用modbus通讯方式进行数据通讯，apc服务器为windows平台，其上安装mpc控制软件；

3、s2、根据工艺选择一体化控制器模型的输入输出变量，确定操作变量和被控变量，并实时监控被控变量的数据；

4、其中，操作变量包括锅炉主控指令、汽轮主控指令、过热度给水指令、左/右侧二级减温器出口温度设定值、左/右侧二级减温水阀门指令、左/右侧一级减温器出口温度设定值、左/右侧一级减温水阀门指令、左/右侧二级减温器出口温度设定值、左/右侧二级减温水阀门指令、左/右侧一级减温器出口温度设定值、左/右侧一级减温水阀门指令；

5、被控变量包括实发电量、蒸汽压力、过热度、左/右侧主蒸汽温度、左/右侧二级减温器出口温度、左/右侧一级蒸汽温度、左/右侧一级减温器出口温度、左/右侧二级减温水阀门开度、左/右侧一级减温水阀门开度、左/右侧主蒸汽温度、左/右侧二级减温器出口温度、左/右侧一级蒸汽温度、左/右侧一级减温器出口温度、左/右侧二级减温水阀门开度、左/右侧一级减温水阀门开度；

6、s3、使用模型预测控制软件对所述操作变量、所述被控变量，进行在线测试，测试其变化过程是否为线性变化；

7、s4、使用模型预测控制软件对在线测试获得的数据，进行系统辨识建模，以获得非线性的过程模型，并由实验模块和辨识模块两个模块共同工作，执行以下步骤来实现对过程模型的连续非线性过程进行辨识评价，对过程模型的质量进行评价，过程模型的质量由高到低依次划分为a级，b级，c级，d级；

8、s5、若过程模型被评价为a级或b级，则直接应用于mpc控制软件，仿真、参数整定后，使得该mpc控制软件适用于非线性过程，mpc控制软件对超临界机组的agc系统进行控制。

9、优选地，s4中，系统辨识使用多变量闭环测试技术，测试时，原有的基于pid协调控制系统和主汽温控制系统闭环运行，以稳定发电机组运行；测试完毕之后，mpc控制软件自带的mpc控制系统投运后将替代原有的基于pid协调控制系统和主汽温控制系统。

10、优选地，s5中，mpc控制软件，集成了测试，辨识，仿真以及控制功能。

11、优选地，所述s4中，由实验模块和辨识模块两个模块共同工作，执行以下步骤来实现对过程模型的连续非线性过程进行辨识，具体包括以下：

12、s41、用w表示机组发电负荷，实验模块和辨识模块分别对发电机组对应于超低负荷w1＝30％发电负荷，中负荷w2＝60％发电负荷，高负荷w3＝100％发电负荷的三个工作点进行在线辨识，从而获得三个局部线性模型；

13、s42、对于对应于超低负荷、中负荷和高负荷的三个工作点来说，分别对应三个局部线性模型如下：

14、

15、其中，y(t)为被控变量向量，u(t)为操作变量向量，和为工作点上的线性模型传递函数矩阵，过程模型由以上三个局部线性模型插值构成，即

16、

17、其中α1(w)，α2(w)和α3(w)为权重函数，为工作点变量w(t)的函数。

18、s43、对过程模型的质量进行评价。

19、本发明至少包括以下有益效果：本发明通过结合mpc控制与线性模型的非线性处理方法，提升控制品质，同时克服过程的非线性，提高控制性能、稳定主汽温，进一步实现机组快速变负荷；本发明实现简单便捷，具有重要的实用价值。

20、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，其特征在于，s4中，系统辨识使用多变量闭环测试技术，测试时，原有的基于pid协调控制系统和主汽温控制系统闭环运行，以稳定发电机组运行；测试完毕之后，mpc控制软件自带的mpc控制系统投运后将替代原有的基于pid协调控制系统和主汽温控制系统。

3.根据权利要求1所述的超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，其特征在于，s5中，mpc控制软件，集成了测试，辨识，仿真以及控制功能。

4.根据权利要求2所述的超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，其特征在于，所述s4中，由实验模块和辨识模块两个模块共同工作，执行以下步骤来实现对过程模型的连续非线性过程进行辨识，具体包括以下：

5.根据权利要求1所述的超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，其特征在于，其中，操作变量包括锅炉主控指令、汽轮主控指令、过热度给水指令、左/右侧二级减温器出口温度设定值、左/右侧二级减温水阀门指令、左/右侧一级减温器出口温度设定值、左/右侧一级减温水阀门指令、左/右侧二级减温器出口温度设定值、左/右侧二级减温水阀门指令、左/右侧一级减温器出口温度设定值、左/右侧一级减温水阀门指令；

技术总结本发明公开了一种超临界机组自动发电控制协调控制与汽温控制方法，包括以下步骤：S1、搭建数据通讯平台；S2、根据工艺选择一体化控制器模型的输入输出变量，确定操作变量和被控变量，并实时监控；S3、使用模型预测控制软件对操作变量、被控变量进行在线测试，测试其变化过程是否为线性变化；S4、使用模型预测控制软件对在线测试获得的数据，进行系统辨识建模，以获得非线性的过程模型，对过程模型的质量进行评价；S5、若过程模型被评价为A级或B级，则直接应用于MPC控制软件。本发明通过结合MPC控制与线性模型的非线性处理方法，提升控制品质，同时克服过程的非线性，提高控制性能、稳定主汽温，进一步实现机组快速变负荷。技术研发人员：刘伟,王发庆,赵湘辉,冯亚,贾朋伟,李真达,王刚,代国良,邱奇志,张晓峰,杨帆,朱豫才,蒋鹏飞,聂永战,程凯受保护的技术使用者：华能荆门热电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2