[發(fā)明專利]再熱器傳遞函數(shù)模型的機理建模計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610369492.0
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN107451304B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 歸一數(shù);康英偉;陳歡樂;楊平;王松;李芹;王念龍;徐春梅;宋濤;于會群;朱宇新;余潔
• 申請（專利權）人: 上海明華電力科技有限公司;上海電力學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發(fā)明涉及一種再熱器傳遞函數(shù)模型的機理建模計算方法，包括以下步驟：1)構建再熱器建?？蚣?，包括7個傳遞函數(shù)：G₁(s)至G₄(s)分別表示低溫再熱器各通道；G₅(s)至G₇(s)分別表示高溫再熱器各通道；2)對建?？蚣苤袀鬟f函數(shù)模型參數(shù)進行計算。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有簡單、高效等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及控制科學與工程學科的建模仿真技術領域，尤其是涉及一種再熱器傳遞函數(shù)模型的機理建模計算方法。

背景技術

再熱器是電站鍋爐受熱面的重要組成部分，其作用在于加熱汽輪機高壓缸排汽，提高機組的安全性和經濟性，因此再熱器出口蒸汽溫度成為火電機組運行中的重要監(jiān)控參數(shù)。受再熱器自身工藝特點的影響，再熱蒸汽溫度對象存在較大的時滯和慣性，導致再熱汽溫控制系統(tǒng)的動態(tài)性能常常達不到期望要求，許多機組的再熱汽溫控制系統(tǒng)甚至根本無法投入自動模式。為了設計和優(yōu)化再熱汽溫控制系統(tǒng)，需要有簡單、準確的再熱器動態(tài)特性數(shù)學模型。

建立再熱器動態(tài)數(shù)學模型的方法通常可以分為兩類：機理建模方法和系統(tǒng)辨識方法。機理建模方法是根據(jù)再熱器工藝過程所遵循的物理、化學規(guī)律，建立其數(shù)學模型；系統(tǒng)辨識方法則將再熱器視為一個“黑箱”，根據(jù)測量的輸入輸出數(shù)據(jù)，按照事先確定的準則在模型集中選出一個與數(shù)據(jù)吻合最好的模型。

運用系統(tǒng)辨識方法建立再熱器的數(shù)學模型之前，需解決十分重要的兩個問題：1)確定再熱器模型的結構；2)確定待估計模型參數(shù)的范圍。選擇合理的模型結構是建立準確的再熱器模型的重要前提；而恰當?shù)卮_定模型參數(shù)的范圍，可以顯著提高參數(shù)估計的精度和速度。目前，對這兩個問題尚缺乏完善的解決方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種簡單、高效的再熱器傳遞函數(shù)模型的機理建模計算方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種再熱器傳遞函數(shù)模型的機理建模計算方法，包括以下步驟：

1)構建再熱器建模框架，包括7個傳遞函數(shù)：G₁(s)至G₄(s)分別表示低溫再熱器各通道；G₅(s)至G₇(s)分別表示高溫再熱器各通道；

2)對建模框架中傳遞函數(shù)模型參數(shù)進行計算。

所述的G₁(s)至G₇(s)都采用如下多容慣性結構的傳遞函數(shù)形式：

每個傳遞函數(shù)含有3個參數(shù)，即：模型階數(shù)n、時間常數(shù)T和放大系數(shù)K，整個再熱器模型共有21個參數(shù)。

所述的模型階數(shù)n_i和時間常數(shù)T_i(i＝1,2,3,4,5,6,7)的計算公式是由單相受熱管線性分布參數(shù)模型的解析解，應用傳遞函數(shù)模型的近似計算方法得到；

K₁、K₅和K₂、K₆的計算公式是通過對單相受熱管內的蒸汽應用質量守恒定律和能量守恒定律，建立受熱管內蒸汽的靜態(tài)模型，并對其作線性化處理后得到；

K₃、K₄、K₇是通過建立相應工藝過程的機理模型，并對模型作線性化處理后得到。

所述的K₃的計算涉及煙氣擋板流量特性、受熱面煙氣側對流換熱、單相受熱管傳熱的物理過程；K₄和K₇的計算涉及燃料-負荷特性、風量-負荷特性、鍋爐爐內燃燒及傳熱、煙氣對流換熱區(qū)傳熱、單相受熱管傳熱的物理和化學過程。