一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法.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CN106524131A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201610845636.5(22)申请日2016.09.23(71)申请人华北电力大学（保定）地址071003河北省保定市永华北大街619号(72)发明人田亮刘鑫屏卫丹靖王桐洪雨楠(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李羡民高锡明(51)Int.Cl.F22G5/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法(57)摘要一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法，所述方法将锅炉二级过热汽温控制系统主控制器前的偏差信号作为一级过热汽温和再热汽温控制系统的前馈信号，所述前馈信号先经比例、微分运算，再经高低限幅处理后，迭加到锅炉一级过热汽温和再热汽温的控制系统设定值上，从而实现一级过热汽温和再热汽温的前馈控制。本发明将二级过热汽温控制系统主控制器前的偏差信号作为一级过热汽温、再热汽温控制系统的前馈信号，形成前馈-反馈复合控制系统，不仅有效提高了火电机组变负荷工况下一级过热汽温、再热汽温的控制品质，而且可在一定程度上改善二级过热汽温的控制品质。此外，本发明还具有组态、调试简单等优点。CN106524131ACN106524131A权利要求书1/1页1.一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法，其特征是，所述方法将锅炉二级过热汽温控制系统主控制器前的偏差信号作为一级过热汽温和再热汽温控制系统的前馈信号，所述前馈信号先经比例、微分运算，再经高低限幅处理后，迭加到锅炉一级过热汽温和再热汽温的控制系统设定值上，从而实现一级过热汽温和再热汽温的前馈控制。2.根据权利要求1所述的火电机组蒸汽温度的前馈控制方法，其特征是，当锅炉屏式过热器、高温过热器、再热器分左右两侧布置时，某侧一级过热汽温和再热汽温控制系统的前馈信号采用同侧二级过热汽温控制系统主控制器前的偏差信号。3.根据权利要求1或2所述的火电机组蒸汽温度的前馈控制方法，其特征是，一级过热汽温控制系统的前馈信号经过比例、微分运算后再进行高低限幅处理时，限幅值设置为±10℃，再热汽温控制系统的前馈信号经过比例、微分运算后再进行高低限幅处理时，限幅值设置为±18℃。2CN106524131A说明书1/4页一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种火电机组一级过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的前馈控制方法，属于发电技术领域。背景技术[0002]大型火电机组锅炉采用喷水减温的方式调节一级过热蒸汽温度(屏式过热器出口蒸汽温度)、二级过热蒸汽温度(高温过热器出口蒸汽温度)及辅助调节再热蒸汽温度(再热器出口蒸汽温度)，多采用串级或导前微分反馈控制系统。随着火电机组频繁大幅参与电网调峰调频，锅炉燃料量和蒸汽流量波动加剧，导致汽温控制系统控制品质变差。[0003]从频域角度分析，串级或导前微分反馈控制系统的闭环频率响应特性主要取决于被控对象的惯性和迟延，对象惯性和迟延越大，抗高频扰动能力越差。从时域角度分析，反馈控制只有在扰动信号导致被控参数发生变化后控制器才会施加控制作用，然而对于大惯性大迟延对象，从控制输出动作到被控参数响应要经历很长的时间，所以消除扰动的时效性很差。本质上，一个慢速的反馈控制系统无法克服快速的扰动，这是当前汽温控制品质变差的主要原因。[0004]采用前馈控制是消除确定性扰动的有效措施，而前馈控制的关键在于找到能够灵敏地反应主要扰动的前馈信号。对于被控对象具有大惯性大迟延特性的控制系统，前馈信号必须具有足够的超前量。在稳定工况下：汽温是反映锅炉燃料侧放热与蒸汽侧吸热的能量平衡信号，因此单一的燃料量信号或蒸汽流量信号都不能作为汽温控制的前馈信号；蒸汽压力也是反映能量平衡的信号，但因受锅炉汽水系统蓄热的影响，其响应速度比汽温还要慢，因此也不能作为汽温控制的前馈信号。在变负荷工况下：需要燃料量产生动态过调以补偿锅炉蓄热量的变化，整体上燃料放热和蒸汽侧吸热处于动态失衡状态；特别是在启/停燃烧器时炉膛内部局部燃烧工况剧烈变化，导致锅炉水侧和汽侧吸热比例变化；寻找能够反映这些扰动的前馈信号更加困难。[0005]大型火电机组锅炉二级过热汽温、一级过热汽温、再热汽温被对象整体惯性时间约为100s，220s、360s左右。对象惯性时间越大越难控制，相对于二级过热汽温，一级过热汽温、再热汽温控制品质更差，剧烈变负荷工况下波动幅度可达±15℃、±20℃。寻找合适的前馈信号，是提高变负荷工况下一级过热汽温、再热汽温的控制品质的关键。发明内容[0006]本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种火电机组蒸汽温度的前馈控制方法，以提高变负荷工况下一级过热汽温、再热汽温的控制品