[發明專利]一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法

有效

• 申請號: 201710339532.1
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107420142B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 文樂;高林;侯玉婷;楊新民
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K11/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、采集變頻循泵轉速、變頻循泵電壓、變頻循泵電流、循環水進凝汽器入口溫度、汽輪機電功率五個變量作為控制系統的輸入變量，且輸入變量經過了濾波，該濾波的方法：汽輪機電功率波動不超過15MW且維持5分鐘以上的所有輸入變量在維持時間內的均值為濾波結果，進入步驟B；

B、忽略變頻循泵功率因數隨變頻循泵耗功的變化，由變頻循泵電壓和變頻循泵電流相乘得到變頻循泵耗功，汽輪機電功率與變頻循泵耗功之差，再除以汽輪機電功率與汽輪機額定電功率的比值即為當前微增功率，進入步驟C；

C、設置歷史庫預測模型，該歷史庫預測模型為在輸入變頻循泵轉速和循環水進凝汽器入口溫度時計算并輸出預測微增功率的模型；歷史庫預測模型的算法是在63個節點的集合中進行二維插值，這些節點是在變頻循泵轉速、循環水進凝汽器入口溫度、預測微增功率的三維坐標系中的已知數值點；節點的初值根據設備廠商提供的變頻循泵特性曲線、凝汽器特性曲線、背壓對功率的修正曲線這三個設計曲線進行計算；機組在運行過程中，由輸入控制系統的變頻循泵轉速、循環水進凝汽器入口溫度以及按步驟B計算的當前微增功率來實時更新歷史庫預測模型的節點，進入步驟D；

D、在輸入控制系統的變頻循泵轉速變量數值上加1轉/分，和輸入控制系統的循環水進凝汽器入口溫度變量作為自變量，在歷史庫預測模型中插值計算獲得預測微增功率﹢；在輸入控制系統的變頻循泵轉速變量數值上減1轉/分，和輸入控制系統的循環水進凝汽器入口溫度變量作為自變量，在歷史庫預測模型中插值計算獲得預測微增功率﹣，進入步驟E；

E、設置觀測窗口，該觀測窗口能夠存儲每一次更新節點前的歷史庫預測模型，并對當前微增功率、預測微增功率﹢和預測微增功率﹣這三組參數進行監督：當預測微增功率﹢和預測微增功率﹣的差值的絕對值大于當前微增功率的3％時，則利用觀測窗口存儲的歷史庫預測模型，按照步驟D中的方法重新計算預測微增功率﹢和預測微增功率﹣，進入步驟F；

F、設置比較器，該比較器對受觀測窗口監督后的當前微增功率、預測微增功率﹢、預測微增功率﹣這三組參數進行比較，激活這三組參數中最大值對應的變頻循泵轉速，經限幅和限速后，即為控制系統的輸出。

2.如權利要求1所述的一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其特征在于：所述的步驟C中，節點的初值計算方法：選擇5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃這7個參數作為節點的循環水進凝汽器入口溫度變量，選擇40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％額定變頻循泵轉速這9個參數作為節點的變頻循泵轉速變量，以上兩個變量取值的兩兩組合即為節點的自變量，因而節點共7×9＝63個；在變頻循泵特性曲線上，由9個不同變頻循泵轉速計算獲得9個不同的循環水流量和變頻循泵耗功；由9個不同的循環水流量和7個不同的循環水進凝汽器入口溫度之間兩兩組合的參數，在凝汽器特性曲線上計算獲得63個凝汽器真空，并由背壓對功率的修正曲線計算獲得63個不同真空下的汽輪機電功率，減去同一循環水流量下的變頻循泵耗功即為63個節點的預測微增功率因變量。

3.如權利要求1所述的一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其特征在于：所述的步驟C中，歷史庫預測模型的節點的更新規則：輸入控制系統的變頻循泵轉速n、循環水進凝汽器入口溫度T以及按步驟B計算獲得的當前微增功率P，替換歷史庫預測模型中的一個節點，該節點的變頻循泵轉速n₀、循環水進凝汽器入口溫度T₀、預測微增功率P₀與(n,T,P)的歐式距離在所有節點與(n,T,P)的歐式距離中最小，歐式距離L的計算公式如下：

歷史庫預測模型的節點實時更新，使得歷史庫預測模型能夠跟隨設備運行狀態變化而變化。

4.如權利要求1所述的一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其特征在于：所述的步驟E中，觀測窗口每一次存儲的歷史庫預測模型，都覆蓋上一次存儲的歷史庫預測模型。

5.如權利要求1所述的一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其特征在于：所述的步驟F中，限幅為40％至120％額定變頻循泵轉速，限速為每分鐘變化不超過1％額定變頻循泵轉速。