[發明專利]供熱機組調頻調峰全工況協調控制方法

在審

• 申請號: 201510703685.0
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN105202519A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 姚遠;王英薈;李建軍;王禮
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;遼寧東科電力有限公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍

技術領域

本發明屬于火力發電機組自動控制技術領域，尤其涉及一種供熱機組調頻調峰全工況協調控制方法。可用于供熱機組在多種工況下，參與電網調頻調峰時的自動控制，保證機組在調頻調峰響應快速穩定的同時，自動將主要參數控制在合理范圍內。

背景技術

調頻調峰是電網公司維持電網頻率穩定的重要手段。為了電網的安全、穩定、經濟運行和提高供電電能質量，電網公司要求上網火力發電機組必須具備調頻調峰功能，并提出了具體的技術指標和考核辦法。供熱火電機組協調控制系統是機組控制中的最高級控制器，負責協調汽輪機與鍋爐間的能量平衡控制，保證機組參與電網調頻調峰的調節品質和供熱負荷的調節品質。供熱機組協調控制被控對象為多輸入多輸出系統，具有非線性、參數慢時變、以及大遲滯與大慣性的特點。尤其體現在運行工況多變的控制環節，從非供暖期控制，到供暖期控制，再到工業供熱控制，整個過程環節較多，給調頻調峰功能設計與實現帶來許多困難。

近些年眾多國內學者對火電機組協調控制系統的給控制相關問題進行了研究與探討，例如《中國電機工程學報》的《超臨界機組協調控制系統設計新方法及其工程應用》，給出超臨界機組協調受控對象的一種實用數學模型，采用觀測器預估燃煤的熱值，設計一種基于增量式函數觀測的狀態反饋+串級PID+智能控制(IC)+熱值補償(BTU)的綜合型協調控制系統。《動力工程學報》的《鍋爐燃燒系統的自適應預測函數控制》提出了一種基于卡爾曼(CARMA)模型的自適應預測函數控制方法，通過實時辨識過程模型的參數，不斷去修正預測函數控制器的參數。中國專利“基于預給煤控制模型的協調控制系統參數動態整定方法”專利申請號CN201210414078.9，提出了利用計算機軟件輔助求取控制算法參數，簡化調試過程，縮短動態參數求取時間。中國專利“直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統”專利申請號CN201110103988.0，提出采用直接能量平衡機理實現汽機功率調節回路與鍋爐燃燒調節回路間的動態解耦，采用直接質量、流量平衡機理實現汽機功率調節回路與鍋爐給水調節回路間的動態解耦。中國專利“基于協調控制品質的火電機組煤量前饋量化設計方法”專利申請號CN201210394342.7，提出了將速率限制前后的負荷指令求偏差，通過量化標尺一維折線函數獲得煤量前饋量化標尺，從而設計出不同等級負荷煤量前饋的基本量化標尺。

以上這些文獻及專利主要從機組數學模型的建立、機組控制策略的設計以及控制系統參數的整定等方面進行了闡述，并提出了協調控制系統設計方法與應用實例，但對供熱機組在調頻調峰過程中不同工況下的協調控制沒有進行有針對性的研究。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種供熱機組調頻調峰全工況協調控制方法，其目的是為了解決供熱機組在參與電網調頻調峰過程中的自動控制問題，充分發揮設備潛力，在滿足電網調頻調峰要求的同時，保證主要參數的穩定性。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

供熱機組調頻調峰全工況協調控制方法，是通過優化供熱機組分散控制系統（DCS）的控制邏輯，實現供熱機組在多種工況下自動滿足電網調頻調峰的要求，具體實現步驟如下：第一步：在原協調控制系統的邏輯組態中增加供熱機組調頻調峰全工況協調控制回路接口；第二步：進行供熱機組調頻調峰全工況協調控制回路邏輯組態，并將其輸出引入到供熱機組調頻調峰全工況協調控制回路接口中；第三步：控制系統投入實際運行，根據實時運行曲線，在線整定供熱機組調頻調峰全工況協調控制回路相關參數，最終達到預期的控制效果。

所述的供熱機組調頻調峰全工況協調控制回路包括判斷機組的運行工況和運行狀態，依據機組不同的運行工況和運行狀態自動計算機組的鍋爐主控前饋信號和主蒸汽壓力修正信號。

所述的機組不同的運行工況，包括供暖期運行調頻調峰、非供暖期運行調頻調峰、工業供熱運行調頻調峰；機組的運行狀態，包括一次調頻動作、二次調頻動作、機組處于低谷期調峰、機組處于高峰期調峰、機組的蓄能與機組的調頻調峰方向一致、機組的蓄能與機組的調頻調峰方向相反。