一种超临界火电机组机炉协调控制方法.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CN109668139A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201811505906.3(22)申请日2018.12.10(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号申请人国电科学技术研究院有限公司(72)发明人薛亚丽张帆李东海李政刘建民薛建明董月红(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人张杰(51)Int.Cl.F22B35/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种超临界火电机组机炉协调控制方法(57)摘要本发明公开了一种超临界火电机组的直接能量平衡自抗扰协调控制方法。首先基于直接能量平衡的原理，构造热量信号与热量信号设定值用于主蒸汽压力回路控制。之后针对主蒸汽压力回路、中间点焓值回路及负荷回路分别设计自抗扰控制器，以减小煤质变化等不可测扰动对调节过程的影响。通过进一步在主蒸汽压力回路控制中引入时滞观测器，增强自抗扰控制器处理超临界火电机组大时滞对象时的性能。本发明的算法能在实现机组负荷大范围快速平稳跟踪的同时具有良好的扰动抑制性能。CN109668139ACN109668139A权利要求书1/2页1.一种超临界火电机组机炉协调控制方法，所述超临界火电机组包括锅炉和汽轮机组，其特征在于，所述控制方法包括：获取所述超临界火电机组的运行状态参数，所述运行状态参数包括给煤量现值up0、给水量现值uh0、主汽调门开度现值ug0、发电负荷值Ne、主蒸汽压力值PT、汽轮机组第一级压力值P1、中间点蒸汽压力值Pm和中间点蒸汽焓值hm；将所述超临界火电机组的发电负荷指令Ner作为设定值，分别得到对应所述发电负荷指令Ner的主蒸汽压力设定值PTr和中间点蒸汽焓值设定值hmr；获取锅炉给煤量曲线g(N)以及与所述锅炉给煤量up相对应的锅炉给水量曲线f(up)，根据所述锅炉给煤量曲线g(N)得到所述发电负荷指令Ner对应的锅炉给煤量预调值g(Ner)；获取锅炉蓄热系数Cb，基于能量平衡构建锅炉热量信号Qm和汽轮机组热量需求信号Qr，并设计锅炉主控自抗扰控制器，并以所述给煤量现值up0和锅炉热量信号Qm为输入值通过所述锅炉主控自抗扰控制器计算输出得到锅炉给煤量调控量Δup，从而得到锅炉给煤指令up，up＝g(Ner)+Δup；根据所述锅炉给水量曲线f(up)得到所述锅炉给煤量指令up对应的锅炉给水量预调值f(up)；分别设计给水主控自抗扰控制器和汽轮机组主控自抗扰控制器，并以所述锅炉给煤指令up、中间点蒸汽焓值设定值hmr和中间点蒸汽焓值hm作为输入值，通过所述给水主控自抗扰控制器设计计算输出得到锅炉给水量调控值Δuh，从而得到锅炉给水指令uh，uh＝f(up)+Δuh；通过汽轮机组主控自抗扰控制器设计获得主汽调门开度ug；分别通过锅炉给煤指令up、锅炉给水指令uh和主汽调门开度ug对所述超临界火电机组的给煤量、给水量和主蒸汽阀门进行调控。2.根据权利要求1所述的一种超临界火电机组机炉协调控制方法，其特征在于，所述锅炉主控自抗扰控制器设计包括：通过主蒸汽压力值PT、汽轮机组第一级压力值P1、中间点蒸汽压力值Pm、主蒸汽压力设定值PTr、锅炉蓄热系数Cb，基于能量平衡构建汽轮机组热量需求信号Qr和锅炉热量信号Qm，所述构建时滞观测器和扰动模型得到锅炉热量信号观测值Qm,o；设计锅炉主控扩张状态观测器ESO1通过给煤量现值up0和锅炉热量信号观测值Qm,o，得到锅炉主控扩张状态观测器ESO1的输出z2,p；通过得到锅炉给煤量调控量Δup。3.根据权利要求1所述的一种超临界火电机组机炉协调控制方法，其特征在于，所述给2CN109668139A权利要求书2/2页水主控自抗扰控制器设计包括：设计给水主控扩张状态观测器ESO2通过给水量现值uh0和中间点蒸汽焓值hm，得到给水主控扩张状态观测器ESO2的输出z2,h；通过得到锅炉给水量调控值Δuh。4.根据权利要求1所述的一种超临界火电机组机炉协调控制方法，其特征在于，所述汽轮机组主控自抗扰控制器设计包括：设计汽轮机组主控扩张状态观测器ESO3通过主汽调门开度现值ug0和发电负荷值Ne，得到汽轮机组主控扩张状态观测器ESO3的输出z2,g；通过得到主汽调门开度ug。5.根据权利要求1所述的一种超临界火电机组机炉协调控制方法，其特征在于，锅炉给煤量曲线g(N)和锅炉给水量曲线f(up)通过锅炉设计计算书或现场测试得到；所述蓄热系数Cb通过现场测试得到。3CN109668139A说明书1/6页一种超临界火电机组机炉协调控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种超临界火电机组机炉协调控制方法，属于热力过程自动控制领域。背景技术[0002]火电机组的协调