[發明專利]一種基于多維曲面的汽輪機滑壓優化控制方法

有效

• 申請號: 201611052752.8
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106401660B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 范鑫;秦建明;石峰;沈輝;荊百林;李英亮;婁衛星;郭輝;陳二強;王建華;張小科
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;河南工業大學;河南恩湃高科集團有限公司;國家電網公司;鶴壁豐鶴發電有限責任公司
• 主分類號: F01D17/00
• 分類號: F01D17/00
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司41132
• 代理人: 季發軍

技術領域

本發明涉及火電廠汽輪機控制領域，尤其涉及一種基于多維曲面的汽輪機滑壓優化控制方法。

背景技術

隨著電網容量的不斷擴大，電力負荷峰谷差也日益增大，導致機組調峰的時間越來越多。為了提高運行經濟性，滑壓運行是目前機組調峰時低負荷運行期間經常采用的方式。

目前汽輪機在變負荷滑壓運行過程中，采用的滑壓控制模型多為曲線函數，即單變量(發電機功率)函數，是以機組負荷為變量，并且是針對額定參數(背壓、氣溫)下得出的。但是受氣溫的影響，汽輪機的背壓經常變化，大多數時間機組均是在偏離額定參數的情況下運行，這種滑壓曲線控制模型沒有考慮背壓、氣溫等因素的影響，在近年來的性能試驗中發現，這對經濟性有一定的影響。所以，有必要研究機組背壓、氣溫等參數變化時對滑壓控制參數的影響，提出一更合理的滑壓控制模型。

申請號為201410303444.2的發明公開了一種汽輪機組定滑壓自動優化控制系統及其自動優化方法，該系統包括實時數據采集計算輸出平臺、機組計算機控制設備，所述實時采集計算平臺內設置有數據采集處理模塊、數據計算處理模塊、指令輸出模塊。該發明通過計算機系統和設備實現根據機組熱耗率自動修正主蒸汽壓力和高調門閥位功能并且將各機組相關的參數信息采集至數據實時采集計算平臺，通過數據采集處理模塊，將原始參數數據信息進行加工處理，通過數據計算處理模塊進行在線計算得出最優主蒸汽壓力和最佳高調門開度，輸出指令至機組控制系統，在機組負荷穩定時及時修正，從而實現機組定滑壓在線自動調整優化運行，達到降低煤耗率的目的。

申請號為201410629776.X的發明提供一種火電廠汽輪機在線滑壓優化方法，進行閥門配汽方式轉變，確定合理的高壓調門重疊度；進行高壓調門兩閥全開和三閥全開時的最佳閥位點試驗進而確定最佳閥位點；進行兩閥全開和三閥全開最佳閥位點的經濟性比較；計算背壓修正壓力差、主汽溫度修正壓力差、再熱溫度修正壓力差、高壓缸效率修正壓力差、再熱減溫水修正壓力差，利用上述各修正壓力差計算滑壓優化壓力差，再由滑壓優化壓力差與滑壓設計值及限定條件計算得出滑壓優化壓力即最佳壓力，利用耗差系統實時顯示最佳壓力，實現最佳閥位精確控制，從而實現滑壓優化且實現全季節滑壓的量化和可視化。

申請號為201510530163.5的專利公開了一種基于主蒸汽流量的汽輪機滑壓優化的控制方法，包括如下步驟：步驟1，根據主蒸汽流量和蒸汽比容得到主蒸汽流量計算模型；步驟2，進行滑壓優化試驗，確定不同負荷下的機組最優運行主蒸汽壓力；步驟3，機組DCS的滑壓控制邏輯根據公式(3)與公式(5)得到的主蒸汽流量和最優主蒸汽壓力進行汽輪機滑壓優化控制。該發明針對汽輪機滑壓運行過程中背壓、主再熱汽溫、供熱等因素變化時，影響機組經濟性的問題，提出一種基于主蒸汽流量的汽輪機滑壓優化的控制方法，使汽輪機在影響因素變化時仍然能夠保持最優運行方式，進一步挖掘機組節能潛力。

然而在傳統方法中，為了消除機組背壓的影響，通常做出多個背壓下的滑壓曲線。針對不同的氣溫，需要在機組DCS中手工切換選取相應背壓下的滑壓曲線，這種控制方式比較繁瑣而且精度較差。

發明內容

本發明的目的是針對汽輪機滑壓運行過程中背壓變化時，影響機組經濟性的問題，提出一種基于多維曲面的汽輪機滑壓優化控制方法，使汽輪機在背壓變化時仍然能夠保持最優運行方式，進一步提高機組滑壓運行時的經濟性。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：一種基于多維曲面的汽輪機滑壓優化控制方法，包括如下步驟：

1)在負荷機組的運行區間，選取若干常規負荷點，進行汽輪機熱效率對比試驗，并進行滑壓運行優化；

2)根據機組背壓修正曲線，得出不同背壓下的滑壓數據；

3)根據數據進行回歸分析，得出滑壓控制函數，函數公式如下：

式中的Pzq為最優主蒸汽壓力，單位為MPa；Pk為背壓，單位為kPa；Q為發電機功率，單位為MW；C1、C2、C3、C4、C5分別為公式系數；

4)在DCS中實現優化結果，即把得到的多維滑壓曲面函數(2)做進機組DCS中，就可實現多維曲面的汽輪機滑壓優化控制。

進一步地，步驟1)中所述負荷機組的運行區間為50％THA～100％THA，所述常規負荷點選取50％THA、60％THA、70％THA、80％THA和定壓負荷點；在選取的各負荷下進行變主汽壓力的汽輪機熱效率對比試驗，試驗時采用負荷作為基準，即保持負荷不變，根據機組具體情況，選取不同的主蒸汽壓力，在每個負荷下選取5～6個壓力點進行試驗。