[發明專利]協調控制系統的階躍設定值形成回路

有效

• 申請號: 201410379404.6
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104199288B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李曉楓;陳世和
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周清華,向群

技術領域

本發明涉及多變量系統應用技術領域，特別是涉及一種協調控制系統的階躍設定值形成回路。

背景技術

大型火力發電機組通常采用單元制，其機爐協調控制系統是提高電廠經濟效益和實現AGC(Automatic Generation Control，自動發電量控制)的重要環節。單元機組協調控制系統就是把汽機和鍋爐機組看作一個整體進行控制，協調地控制鍋爐燃料量、送風量、給水量等，以及汽機調節閥門開度，使機組既能適應電網負荷指令的要求，又能保持單元機組在額定參數下安全、經濟地運行。而根據獲得的控制系統的試驗數據辨識出協調控制系統被控對象的模型，就可以科學地修正控制策略，改變調節器的控制參數等，使機組控制性能指標接近最優。

火電廠單元機組協調控制的汽機和鍋爐被控對象是一個多變量系統，一般采用控制回路輸出的階躍擾動等開環試驗方法來獲取控制系統的試驗數據，然后根據獲取的試驗數據辨識出被控對象的模型。但是由于汽機和鍋爐被控對象具有復雜性、非線性、多變量性、時變性等，在進行控制輸出的階躍擾動等開環試驗時，運行參數可能會超出機組的正常運行范圍，甚至可能使機組進入到失穩工況；受到多變量間相互耦合內擾及各種非確定外擾等的影響，通過開環試驗獲得的試驗數據很難準確反映這個多變量系統本質的對象特性，要獲得有效數據很大程度依賴經驗和偶然性。這就使得開環試驗方法既影響機組的安全穩定運行，又耗時費力，還難以獲取準確反映汽機和鍋爐被控對象的試驗數據等。

并網機組按要求需定期進行各種試驗，如一次調頻性能測試、AGC性能測試、壓力設定值擾動等試驗。但現有的協調控制系統出于協調汽機和鍋爐控制特性的差異，以及盡量減小機組熱應力、經濟運行、穩定運行等方面的考慮，對汽機、鍋爐控制回路的設定值變化都做了很多的限制，使它們不能產生設定值階躍變化，試驗的數據不能滿足辨識模型要求。迄今未能發現一種既能在運行電廠中定期開展，又能滿足辨識模型要求，較好地獲取汽機、鍋爐特性試驗數據的方法。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種在保證電廠正常的安全運行下，從正常的定期試驗中，獲取滿足協調控制系統多變量模型辨識要求試驗數據的協調控制系統的階躍設定值形成回路。

一種協調控制系統的階躍設定值形成回路，包括一次調頻控制回路和主壓力設定回路；

所述一次調頻控制回路包括依次與實測轉速偏差信號輸入端連接的模式切換模塊、第一函數模塊、乘法模塊、大選模塊、小選模塊，與模式切換模塊另一輸入端連接的模擬轉速偏差設定模塊，與模式切換模塊信號切換端連接的第一投切開關模塊，一端與實測主蒸汽壓力輸入端連接、另一端與乘法模塊另一輸入端連接的第二函數模塊；

所述主壓力設定回路包括壓力偏置設定模塊、加法模塊、小值比較模塊、大值比較模塊、速率限制模塊、第三函數模塊、第一慣性時延模塊、第二慣性時延模塊、第三慣性時延模塊、速率設定模塊、速率切換模塊、第二投切開關模塊、時延時間設定模塊、時延時間切換模塊、第三投切開關模塊；

加法模塊的兩輸入端分別與滑壓壓力設定值輸入端、壓力偏置設定模塊輸出端相連，其輸出端依次與小值比較模塊、大值比較模塊、速率限制模塊、第一慣性時延模塊、第二慣性時延模塊、第三慣性時延模塊相連；速率切換模塊的兩輸入端分別與滑壓壓力設定速率信號輸入端、速率設定模塊輸出端相連，其信號切換端與第二投切開關模塊輸出端相連，其輸出端與速率限制模塊速率限制信號端相連；發電功率指令輸入端通過第三函數模塊與時延時間切換模塊的一輸入端相連；時延時間切換模塊的另一輸入端與時延時間設定模塊輸出端相連，其信號切換端與第三投切開關模塊輸出端相連，其輸出端分別與第一慣性時延模塊、第二慣性時延模塊、第三慣性時延模塊的時延時間輸入端相連。

本發明通過在一次調頻控制回路中新增模擬轉速偏差設定模塊、模式切換模塊、第一投切開關模塊，在第一投切開關模塊投入狀態下，改變模擬轉速偏差設定模塊的數值形成對功率設定值的階躍擾動；在主壓力設定回路中新增速率設定模塊、速率切換模塊、第二投切開關模塊、第三投切開關模塊、時延時間設定模塊、時延時間切換模塊，改變壓力偏置設定模塊的數值形成對壓力設定的階躍擾動。在保證電廠正常的安全運行下，該系統獲取的汽機-鍋爐設定值階躍擾動試驗數據滿足多變量模型辨識要求，即根據本系統獲取的設定值階躍擾動數據可以準確辨識出協調控制系統被控對象的模型，利用辨識出的被控對象的模型，通過內模控制等方法，就能很好的實現機爐控制回路的前饋解耦及反饋PID控制，從而實現了機組的經濟運行，保證了電網的安全穩定。

附圖說明