[實(shí)用新型]協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的階躍設(shè)定值形成回路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420437133.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204086850U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉楓;陳世和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華;向群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及多變量系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的階躍設(shè)定值形成回路。

背景技術(shù)

大型火力發(fā)電機(jī)組通常采用單元制，其機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是提高電廠經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)AGC(Automatic?Generation?Control，自動(dòng)發(fā)電量控制)的重要環(huán)節(jié)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是把汽機(jī)和鍋爐機(jī)組看作一個(gè)整體進(jìn)行控制，協(xié)調(diào)地控制鍋爐燃料量、送風(fēng)量、給水量等，以及汽機(jī)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，使機(jī)組既能適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷指令的要求，又能保持單元機(jī)組在額定參數(shù)下安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。而根據(jù)獲得的控制系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)出協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)被控對(duì)象的模型，就可以科學(xué)地修正控制策略，改變調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)等，使機(jī)組控制性能指標(biāo)接近最優(yōu)。

火電廠單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制的汽機(jī)和鍋爐被控對(duì)象是一個(gè)多變量系統(tǒng)，一般采用控制回路輸出的階躍擾動(dòng)等開(kāi)環(huán)試驗(yàn)方法來(lái)獲取控制系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)出被控對(duì)象的模型。但是由于汽機(jī)和鍋爐被控對(duì)象具有復(fù)雜性、非線性、多變量性、時(shí)變性等，在進(jìn)行控制輸出的階躍擾動(dòng)等開(kāi)環(huán)試驗(yàn)時(shí)，運(yùn)行參數(shù)可能會(huì)超出機(jī)組的正常運(yùn)行范圍，甚至可能使機(jī)組進(jìn)入到失穩(wěn)工況；受到多變量間相互耦合內(nèi)擾及各種非確定外擾等的影響，通過(guò)開(kāi)環(huán)試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確反映這個(gè)多變量系統(tǒng)本質(zhì)的對(duì)象特性，要獲得有效數(shù)據(jù)很大程度依賴經(jīng)驗(yàn)和偶然性。這就使得開(kāi)環(huán)試驗(yàn)方法既影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又耗時(shí)費(fèi)力，還難以獲取準(zhǔn)確反映汽機(jī)和鍋爐被控對(duì)象的試驗(yàn)數(shù)據(jù)等。

并網(wǎng)機(jī)組按要求需定期進(jìn)行各種試驗(yàn)，如一次調(diào)頻性能測(cè)試、AGC性能測(cè)試、壓力設(shè)定值擾動(dòng)等試驗(yàn)。但現(xiàn)有的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)出于協(xié)調(diào)汽機(jī)和鍋爐控制特性的差異，以及盡量減小機(jī)組熱應(yīng)力、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行等方面的考慮，對(duì)汽機(jī)、鍋爐控制回路的設(shè)定值變化都做了很多的限制，使它們不能產(chǎn)生設(shè)定值階躍變化，試驗(yàn)的數(shù)據(jù)不能滿足辨識(shí)模型要求。迄今未能發(fā)現(xiàn)一種既能在運(yùn)行電廠中定期開(kāi)展，又能滿足辨識(shí)模型要求，較好地獲取汽機(jī)、鍋爐特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種在保證電廠正常的安全運(yùn)行下，從正常的定期試驗(yàn)中，獲取滿足協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)多變量模型辨識(shí)要求試驗(yàn)數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的階躍設(shè)定值形成回路。

一種協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的階躍設(shè)定值形成回路，包括一次調(diào)頻控制回路和主壓力設(shè)定回路；

所述一次調(diào)頻控制回路包括依次與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)輸入端連接的模式切換模塊、第一函數(shù)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(zhuǎn)速偏差設(shè)定模塊，與模式切換模塊信號(hào)切換端連接的第一投切開(kāi)關(guān)模塊，一端與實(shí)測(cè)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(shù)模塊；

所述主壓力設(shè)定回路包括壓力偏置設(shè)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(shù)模塊、第一慣性時(shí)延模塊、第二慣性時(shí)延模塊、第三慣性時(shí)延模塊、速率設(shè)定模塊、速率切換模塊、第二投切開(kāi)關(guān)模塊、時(shí)延時(shí)間設(shè)定模塊、時(shí)延時(shí)間切換模塊、第三投切開(kāi)關(guān)模塊；

加法模塊的兩輸入端分別與滑壓壓力設(shè)定值輸入端、壓力偏置設(shè)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(shí)延模塊、第二慣性時(shí)延模塊、第三慣性時(shí)延模塊相連；速率切換模塊的兩輸入端分別與滑壓壓力設(shè)定速率信號(hào)輸入端、速率設(shè)定模塊輸出端相連，其信號(hào)切換端與第二投切開(kāi)關(guān)模塊輸出端相連，其輸出端與速率限制模塊速率限制信號(hào)端相連；發(fā)電功率指令輸入端通過(guò)第三函數(shù)模塊與時(shí)延時(shí)間切換模塊的一輸入端相連；時(shí)延時(shí)間切換模塊的另一輸入端與時(shí)延時(shí)間設(shè)定模塊輸出端相連，其信號(hào)切換端與第三投切開(kāi)關(guān)模塊輸出端相連，其輸出端分別與第一慣性時(shí)延模塊、第二慣性時(shí)延模塊、第三慣性時(shí)延模塊的時(shí)延時(shí)間輸入端相連。

本實(shí)用新型通過(guò)在一次調(diào)頻控制回路中新增模擬轉(zhuǎn)速偏差設(shè)定模塊、模式切換模塊、第一投切開(kāi)關(guān)模塊，在第一投切開(kāi)關(guān)模塊投入狀態(tài)下，改變模擬轉(zhuǎn)速偏差設(shè)定模塊的數(shù)值形成對(duì)功率設(shè)定值的階躍擾動(dòng)；在主壓力設(shè)定回路中新增速率設(shè)定模塊、速率切換模塊、第二投切開(kāi)關(guān)模塊、第三投切開(kāi)關(guān)模塊、時(shí)延時(shí)間設(shè)定模塊、時(shí)延時(shí)間切換模塊，改變壓力偏置設(shè)定模塊的數(shù)值形成對(duì)壓力設(shè)定的階躍擾動(dòng)。在保證電廠正常的安全運(yùn)行下，該系統(tǒng)獲取的汽機(jī)-鍋爐設(shè)定值階躍擾動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足多變量模型辨識(shí)要求，即根據(jù)本系統(tǒng)獲取的設(shè)定值階躍擾動(dòng)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確辨識(shí)出協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)被控對(duì)象的模型，利用辨識(shí)出的被控對(duì)象的模型，通過(guò)內(nèi)模控制等方法，就能很好的實(shí)現(xiàn)機(jī)爐控制回路的前饋解耦及反饋PID控制，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明