[實用新型]無PID的汽輪機功率調節設備

有效

• 申請號: 201320738912.X
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203717047U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張秋生;王雁軍;呂喆;梁華;胡曉花;史文韜
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責任公司;神華國華（北京）電力研究院有限公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;肖冰濱

技術領域

本實用新型涉及控制領域，具體地，涉及一種無PID的汽輪機功率調節設備。

背景技術

火力發電廠通過鍋爐和汽輪發電機進行發電。鍋爐與汽輪機發電單元機組應能夠快速響應負荷變化的需求并參與電網調頻，同時還應能夠克服來自各方面的擾動，確保機組的安全、穩定、經濟運行，因此對單元機組的控制系統提出了更高的要求。火力發電廠協調控制系統應運而生。

為了適應電網對機組自動發電量控制（AGC）和一次調頻的品質要求，協調控制系統一般采用以“爐跟機”為基礎的協調控制方式。在這種控制方式下，鍋爐調節器自動調節機組的主汽壓力，汽機調節器自動調節機組的有功功率。

圖1和圖2中示出了現有技術中采用“爐跟機”控制方式的兩種常用的汽機調節回路。其中，圖1示出了采用汽機功率單回路調節器的汽機調節回路；圖2示出了采用汽機功率-速度級壓力串聯調節的汽機調節回路。如圖1和圖2中所示，現有技術采用的汽機調節回路中使用比例積分微分（PID）調節器（例如，汽機功率調節器100和速度級壓力調節器110）參與控制。雖然PID控制技術成熟，然而，實際使用中必須先對PID調節器參數進行整定。對PID調節器參數進行整定需要耗費大量時間和人力成本，并且如果參數設置不合適，系統將面臨震蕩甚至發散的風險，嚴重威脅發電機組的安全。

針對上述問題，現有技術中尚無良好解決方案。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種設備，該設備能夠克服現有技術中存在的缺點，無需參數整定而能夠快速準確地對汽輪機的功率進行調節。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種無PID的汽輪機功率調節設備，包括：閾值設置裝置，被配置成設置預定閾值；比較裝置，被配置成比較所述汽輪機的有功功率給定值與有功功率實際值；以及執行裝置，被配置成：當所述有功功率給定值大于所述有功功率實際值所述預定閾值時，開門調節汽輪機調門；以及當所述有功功率給定值小于所述有功功率實際值所述預定閾值時，關門調節所述汽輪機調門。

可選地，所述執行裝置包括：數字電調（DEH）單元，被配置成發送指令信號以調節所述汽輪機調門；以及控制單元，被配置成：當所述有功功率給定值大于所述有功功率實際值所述預定閾值時，發送協調控制裝置（CCS）增指令信號脈沖到所述DEH單元，以指示所述DEH單元開門調節所述汽輪機調門；以及當所述有功功率給定值小于所述有功功率實際值所述預定閾值時，發送CCS減指令信號脈沖到所述DEH單元，以指示所述DEH單元關門調節所述汽輪機調門。

可選地，所述DEH單元還被配置成：當接收到所述CCS增指令信號脈沖或所述CCS減指令信號脈沖后，根據所接收到的脈沖的個數或持續時間生成DEH調門指令信號增量；疊加所生成的DEH調門指令信號增量與當前指令信號；以及利用疊加后的指令信號調節所述汽輪機調門。

可選地，所述DEH單元還被配置成：在未接收到所述CCS增指令信號脈沖或所述CCS減指令信號脈沖的情況下，繼續利用當前指令信號調節所述汽輪機調門。

可選地，所述比較裝置還被配置成計算所述有功功率給定值與所述有功功率實際值的差值；以及所述執行裝置包括：控制單元，被配置成當所述差值的絕對值大于所述預定閾值時，疊加所述差值與負荷參考信號；以及數字電調（DEH）單元，被配置成根據經所述控制單元疊加后的信號來調節所述汽輪機調門，以及向所述控制單元發送所述負荷參考信號。

通過上述技術方案，比較汽輪機的有功功率給定值與反映汽輪機實時工作狀態的有功功率實際值，利用差值變化來調節汽輪機功率，因此能夠最大化地消除調節速度、慣性和延遲之間的矛盾，從而能夠快速平穩地對汽輪機的功率進行調節。考慮到汽輪機組運行時可能具有的功率波動，采用當有功功率給定值與有功功率實際值差值超過預定閾值時觸發調節動作的方式，能夠可設置地消除波動對調節動作造成的影響。

本實用新型的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1示出了采用汽機功率單回路調節器的汽機調節回路；

圖2示出了采用汽機功率-速度級壓力串聯調節的汽機調節回路；

圖3是根據本實用新型實施方式的無PID的汽輪機功率調節方法流程圖；

圖4是根據本實用新型實施方式的無PID的汽輪機功率調節設備框圖；