[發明專利]一種燃料熱值實時自適應校正的火電機組協調控制方法

有效

• 申請號: 201611039434.8
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106773669B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 王東風;李玲;李丹華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 徐瑞豐;董金國

1.一種燃料熱值實時自適應校正的火電機組協調控制方法，其特征在于步驟如下：

步驟1.在線遞推估計當前運行條件下的燃料熱值系數k；

步驟2.在基本穩定的機組運行工況下，整定協調控制系統的燃燒率控制器的參數以獲得滿意的調節效果；

所述步驟2中的基本穩定的機組運行工況是指機組負荷N(t)不變或變化較小，即

其中，M是用于判定穩態工況的機組負荷信號計算點數，取值范圍M＝10～20；是機組負荷N(t)在最近M個時刻，即t,t-1,…,t-M+1這M個時刻的平均值；

δ是用于判定穩態工況的閾值，取值范圍δ＝(1％～3％)MCR，MCR是機組額定負荷；

步驟3.將所述步驟2中整定的協調控制系統滿意運行工況下的燃料熱值系數記為k₀；

步驟4.計算經過燃料熱值校正后的總燃料量B₀；

步驟5.將校正后的總燃料量B₀代替總燃料量測量值B用于協調控制系統的燃料量調節。

2.根據權利要求1所述的一種燃料熱值實時自適應校正的火電機組協調控制方法，其特征在于：所述步驟1中的燃料熱值系數k的在線遞推估計的方法具體是采用在線遞推最小二乘法，如下：

根據燃燒率u_B(t)和汽機調門開度u_T(t)和對機組負荷N(t)的機理分析，在任意時刻t和任意負荷的局部工況點，將機組負荷N(t)的特性采用如下的受控自回歸滑動平均(CARMA)模型描述：

其中：t表示當前采樣控制時刻；

n是模型階次，取值整數范圍n＝4～8；

ΔN(t)、Δu_B(t)、Δu_T(t)分別表示機組負荷N(t)、燃燒率u_B(t)、汽機調門開度u_T(t)信號在t時刻的增量，即變化量；

a_i、b_i、c_i是模型系數，i＝1,2,…,n；

記所述受控自回歸滑動平均(CARMA)模型的系數向量為θ(t)＝[a₁,a₂,…,a_n,b₁,b₂,…,b_n,c₁,c₂,…,c_n]^T，及其數據向量為則受控自回歸滑動平均(CARMA)模型的系數向量和數據向量可采用收斂速度快的漸消記憶最小二乘算法進行在線遞推計算：

其中：ρ是遺忘因子，取值范圍ρ＝0.95～0.998；

S(t)是修正系數矩陣；

I是3n維單位矩陣；

P(t)是協方差矩陣，其初值取值范圍P(0)＝(10^-6～10^-5)I；

于是基于上述機組負荷N(t)的特性模型，通過漸消記憶最小二乘算法在線遞推計算得到模型系數向量θ(t)之后，得到θ(t)的各元素，繼而得到a_i和b_i的值，如下式進行燃料熱值系數k的在線自適應更新計算：

。

3.根據權利要求1所述的一種燃料熱值實時自適應校正的火電機組協調控制方法，其特征在于：所述步驟2中的協調控制系統的燃燒率控制器，采用比例積分微分PID控制，如下式：

其中，e(τ)是τ時刻被控量與其設定值之間的誤差；當協調控制采用機跟爐方式時，被控量是主蒸汽壓力，當協調控制采用爐跟機方式時，被控量是機組功率；

K_p、K_i、K_d分別是PID控制器的比例系數、積分系數和微分系數；

u_B(t)是t時刻的燃燒率指令。

4.根據權利要求1所述的一種燃料熱值實時自適應校正的火電機組協調控制方法，其特征在于：所述步驟4中的經過燃料熱值校正后的總燃料量B₀，是將當前時刻在線自適應估計的燃料熱值系數k與步驟3記錄的燃料熱值系數k₀的比值與當前計算的總燃料量測量值B相乘，即B₀＝(k/k₀)B，所述總燃料量B₀進一步用于燃料量的調節。