一种适用于供热机组负荷调节的控制方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112594776A(43)申请公布日2021.04.02(21)申请号202011613336.7(22)申请日2020.12.30(71)申请人华电郑州机械设计研究院有限公司地址450046河南省郑州市郑东新区龙子湖湖心岛湖心环路西、湖心一路北湖心环路27号(72)发明人姜钧秦海山侯晓宁李纪凯陈慧婷豆书贤赵雅坤孙小林刘猛(74)专利代理机构郑州中原专利事务所有限公司41109代理人霍彦伟(51)Int.Cl.F24D19/10(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种适用于供热机组负荷调节的控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种适用于供热机组负荷调节的控制方法及系统，方法为，建立供热机组的数学模型，以负荷控制量和机前压力量为供热机组的输出量，以调节量为供热机组的输入量；建立供热机组输出量与供热机组输入量之间的传递函数矩阵；将传动函数线性化；根据线性化后的传递函数建立热电负荷调节的控制模型，在所述控制模型中建立解耦器，根据线性后的传递函数得到解耦传递函数；控制模型根据解耦传递函数和线性化的传递函数进行供热机组的负荷调节系统包括锅炉控制器、汽轮机侧控制器和供热侧控制器，在热电负荷调节时减小了汽轮机机前压力的波动。CN112594776ACN112594776A权利要求书1/3页1.一种适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：包括如下步骤S1)：建立供热机组的数学模型；S2)：根据非线性数学模型，确定供热机组的负荷控制量、汽轮机机前压力和供热机组调节量，以负荷控制量和机前压力量为供热机组的输出量，以调节量为供热机组的输入量；S3)：建立供热机组输出量与供热机组输入量之间的传递函数矩阵；S4)：在供热机组额定工作点通过取增量方程的方法对传递函数矩阵进行线性化，得到线性化后的传递函数；S5)：根据线性化后的传递函数建立热电负荷调节的控制模型，在所述控制模型中建立解耦器，根据线性后的传递函数得到解耦传递函数；S6)：控制模型根据解耦传递函数和线性化的传递函数进行供热机组的负荷调节。2.根据权利要求1所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：所述数学模型为非线性数学模型，所述非线性数学模型为：制粉系统的纯延迟环节：qmm＝qmB(t‑τ)磨煤机内物质平衡过程：锅炉内能量平衡过程：过热器压差：1.5Pt＝Pd‑K2(K1qmf)汽轮机能量平衡过程：热网能量平衡过程供热抽汽质量流量：qmH＝K6K7qmx(96Pz‑ti+103)汽轮机调节级后压力：P1＝0.01Ptμt式中：qmB为机组给煤量，t/h；qmm为磨煤机实际入口煤量，t/h；qmf为锅炉燃烧速率；Pt为汽轮机机前压力；Pd为锅炉汽包压力；Pz为供热抽汽压力；2CN112594776A权利要求书2/3页Ne为汽轮机发电功率；μt为汽轮机主蒸汽调节阀开度；μH为汽轮机低压调节阀开度；qmx为热网循环水流量；qmH为供热抽汽流量；ti为热网循环水温度；P1为汽轮机第一级级前压力；其他动静态参数可由运行数据拟合或系统辨识得到：制粉惯性时间Tf、锅炉蓄热系数Cb、汽轮机惯性时间Tt、热网加热器蓄热系数Ch、制粉过程延迟时间τ、额定发电工况下单位燃料量对应机组发电功率K1、压差拟合系数K2、汽轮机增益K3、高压缸、中压缸做功占整个汽轮机做功的比例K4、低压缸增益K5、热网循环水的有效比热容K6、供热抽汽有效热量折合蒸汽流量系数K7。3.根据权利要求2所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：所述负荷控制量为汽轮机发电功率Ne和供热抽汽压力Pz，所述供热机组调节量为机组给煤量qmB、汽轮机主蒸汽调节阀开度μt和汽轮机低压调节阀开度μH。4.根据权利要求3所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：所述传递函数矩阵为：其中，Gij为传递函数，i＝1，2，3；j＝1，2，3。5.根据权利要求4所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：所述控制器模型包括汽轮机侧控制器、供热侧控制器和锅炉控制器，所述解耦器为四个，在汽轮机侧控制器与给煤量之间解耦器D21,在汽轮机侧控制器至低压调节阀开度之间加入解耦器D23，在供热侧控制器至给煤量之间加入解耦器D31、在供热侧控制器至汽轮机调节阀开度之间设置解耦器D32。6.根据权利要求5所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在于：设定电功率负荷指令对汽轮机机前压力Pt、供热抽汽压力Pz的等效传递函数为零，建立电负荷调节关系式D21G31+D23G33+G32＝0D21G11+D23G13+G12＝0联立求解得到电负荷解耦环节的传递函数：。7.根据权利要求5所述的适用于供热机组负荷调节的控制方法，其特征在