[發(fā)明專利]無PID的汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310585708.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN103590859A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秋生;王雁軍;呂喆;梁華;胡曉花;史文韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責(zé)任公司;神華國華（北京）電力研究院有限公司
• 主分類號(hào): F01D21/00
• 分類號(hào): F01D21/00
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;肖冰濱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種無PID的汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

火力發(fā)電廠通過鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。鍋爐與汽輪機(jī)發(fā)電單元機(jī)組應(yīng)能夠快速響應(yīng)負(fù)荷變化的需求并參與電網(wǎng)調(diào)頻，同時(shí)還應(yīng)能夠克服來自各方面的擾動(dòng)，確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此對(duì)單元機(jī)組的控制系統(tǒng)提出了更高的要求。火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

為了適應(yīng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組自動(dòng)發(fā)電量控制（AGC）和一次調(diào)頻的品質(zhì)要求，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一般采用以“爐跟機(jī)”為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式。在這種控制方式下，鍋爐調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的主汽壓力，汽機(jī)調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的有功功率。

圖1和圖2中示出了現(xiàn)有技術(shù)中采用“爐跟機(jī)”控制方式的兩種常用的汽機(jī)調(diào)節(jié)回路。其中，圖1示出了采用汽機(jī)功率單回路調(diào)節(jié)器的汽機(jī)調(diào)節(jié)回路；圖2示出了采用汽機(jī)功率-速度級(jí)壓力串聯(lián)調(diào)節(jié)的汽機(jī)調(diào)節(jié)回路。如圖1和圖2中所示，現(xiàn)有技術(shù)采用的汽機(jī)調(diào)節(jié)回路中使用比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器（例如，汽機(jī)功率調(diào)節(jié)器100和速度級(jí)壓力調(diào)節(jié)器110）參與控制。雖然PID控制技術(shù)成熟，然而，實(shí)際使用中必須先對(duì)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定。對(duì)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力成本，并且如果參數(shù)設(shè)置不合適，系統(tǒng)將面臨震蕩甚至發(fā)散的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)組的安全。

針對(duì)上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中尚無良好解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，無需參數(shù)整定而能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)汽輪機(jī)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無PID的汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)方法，包括：比較所述汽輪機(jī)的有功功率給定值與有功功率實(shí)際值；當(dāng)所述有功功率給定值大于所述有功功率實(shí)際值一預(yù)定閾值時(shí)，開門調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)門；以及當(dāng)所述有功功率給定值小于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，該方法包括：當(dāng)所述有功功率給定值大于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)送協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）增指令信號(hào)脈沖到所述汽輪機(jī)的數(shù)字電調(diào)（DEH）單元，以指示所述DEH單元開門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門；以及當(dāng)所述有功功率給定值小于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)送CCS減指令信號(hào)脈沖到所述DEH單元，以指示所述DEH單元關(guān)門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，該方法還包括：所述DEH單元接收到所述CCS增指令信號(hào)脈沖或所述CCS減指令信號(hào)脈沖后，根據(jù)所接收到的脈沖的個(gè)數(shù)或持續(xù)時(shí)間生成DEH調(diào)門指令信號(hào)增量；疊加所生成的DEH調(diào)門指令信號(hào)增量與當(dāng)前指令信號(hào)；以及利用疊加后的指令信號(hào)調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，該方法還包括：在所述DEH單元未接收到所述CCS增指令信號(hào)脈沖或所述CCS減指令信號(hào)脈沖的情況下，繼續(xù)利用當(dāng)前指令信號(hào)調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，該方法還包括：計(jì)算所述有功功率給定值與所述有功功率實(shí)際值的差值；從所述汽輪機(jī)的數(shù)字電調(diào)（DEH）單元接收負(fù)荷參考信號(hào)；當(dāng)所述差值的絕對(duì)值大于所述預(yù)定閾值時(shí)，疊加所述差值與所述負(fù)荷參考信號(hào)；以及利用疊加后的信號(hào)調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種無PID的汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)設(shè)備，包括：閾值設(shè)置裝置，被配置成設(shè)置預(yù)定閾值；比較裝置，被配置成比較所述汽輪機(jī)的有功功率給定值與有功功率實(shí)際值；以及執(zhí)行裝置，被配置成：當(dāng)所述有功功率給定值大于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，開門調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)門；以及當(dāng)所述有功功率給定值小于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，所述執(zhí)行裝置包括：數(shù)字電調(diào)（DEH）單元，被配置成發(fā)送指令信號(hào)以調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門；以及控制單元，被配置成：當(dāng)所述有功功率給定值大于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)送協(xié)調(diào)控制裝置（CCS）增指令信號(hào)脈沖到所述DEH單元，以指示所述DEH單元開門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門；以及當(dāng)所述有功功率給定值小于所述有功功率實(shí)際值所述預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)送CCS減指令信號(hào)脈沖到所述DEH單元，以指示所述DEH單元關(guān)門調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。

可選地，所述DEH單元還被配置成：當(dāng)接收到所述CCS增指令信號(hào)脈沖或所述CCS減指令信號(hào)脈沖后，根據(jù)所接收到的脈沖的個(gè)數(shù)或持續(xù)時(shí)間生成DEH調(diào)門指令信號(hào)增量；疊加所生成的DEH調(diào)門指令信號(hào)增量與當(dāng)前指令信號(hào)；以及利用疊加后的指令信號(hào)調(diào)節(jié)所述汽輪機(jī)調(diào)門。