[發(fā)明專利]一種超臨界燃煤機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的負(fù)荷預(yù)測方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710399124.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN107168062A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐耀華;朱峰;蔡遠(yuǎn)利;談博;李炳楠;李文啟;胡懷中;王勇;吳坡;張廣濤;梁正玉;郭為民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;河南恩湃高科集團(tuán)有限公司;西安交通大學(xué);國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 鄭州知己知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司41132
• 代理人: 季發(fā)軍

1.一種超臨界燃煤機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)分析機(jī)組機(jī)理特性，推導(dǎo)得兩輸入兩輸出的機(jī)爐模型結(jié)構(gòu)；

2)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中，根據(jù)煤質(zhì)校正系數(shù)η判斷，當(dāng)η＞1時(shí)，則此段時(shí)間燃燒煤質(zhì)較差；當(dāng)η＜1時(shí)，則此段時(shí)間燃燒煤質(zhì)較好(死區(qū)為±0.03)；

3)分別選取η＞1和η＜1的歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用遺傳算法辨識(shí)不同煤質(zhì)機(jī)爐模型(如步驟1)的參數(shù)，實(shí)數(shù)式編碼隨機(jī)產(chǎn)生原始化種群，選取目標(biāo)函數(shù)Q(x,i)并獲取個(gè)體適應(yīng)度函數(shù)值F(x,i)，再確定遺傳操作概率，通過復(fù)制選擇、交叉、變異等遺傳操作產(chǎn)生新的種群；

判別達(dá)到終止條件后，選出最新代種群中個(gè)體適應(yīng)度的最優(yōu)值，即為不同煤質(zhì)下機(jī)爐模型的辨識(shí)參數(shù)，由步驟2)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前煤質(zhì)，實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)自適應(yīng)煤質(zhì)變化的過程；

4)根據(jù)運(yùn)行工況確定約束條件，由步驟1)、2)、3)的機(jī)組模型求得系統(tǒng)模型階躍響應(yīng)系數(shù)，初始時(shí)刻k＝1，初始化y_n、Δu、u、P、M，設(shè)定期望值w以及結(jié)束預(yù)測時(shí)刻L；

檢測實(shí)際輸出y，求即刻輸出預(yù)測值及輸出誤差為：

y_f(k)＝y(tǒng)_n(k)+ΑΔu(k)，e(k)＝y(tǒng)(k)-y_f(k)；

即刻控制增量、控制量：Δu(k)＝D[w(k)-y_n(k)]，u(k)＝u(k-1)+Δu(k)，

上式，L＝[θ L θ]_1×2M,θ＝[1,0,...,0]，誤差權(quán)矩陣Q，控制權(quán)矩陣R，

求當(dāng)前預(yù)測校正值：

y_cor(k+1)＝y(tǒng)_f(k)+He(k+1)，y_n(k+1)＝S₀y_cor(k+1)，

其中，校正后預(yù)測輸出y_cor、預(yù)測輸出y_f、預(yù)測初始值y_n、誤差e、期望值w的預(yù)測時(shí)域?yàn)镻；基于變時(shí)域的思想，判別預(yù)測時(shí)域是否需要改變，若超出閥值λ選取P₁，若在閥值λ內(nèi)選取P₂，閥值死區(qū)為ζ(λ＞ζ)；

5)增加建立監(jiān)督環(huán)節(jié)，將協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的上層以步驟4)變時(shí)域動(dòng)態(tài)矩陣控制算法為核心，集中計(jì)算ΔU_t，ΔU_b，ΔNe，ΔPt，再將其作為下層輸入，通過汽機(jī)主控和鍋爐主控PID回路，使得機(jī)組的給水量、給煤量、總風(fēng)量、進(jìn)汽量及負(fù)荷等迅速精準(zhǔn)響應(yīng)；

當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)超出±0.033Hz死區(qū)，退出AGC指令，協(xié)調(diào)控制快速響應(yīng)一次調(diào)頻動(dòng)作；若出現(xiàn)通信故障或者預(yù)測輸出異常值時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)切換原有PID回路，確保整體魯棒性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界燃煤機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于：所述機(jī)爐模型包括輸入量的給煤量、汽機(jī)調(diào)門開度及輸出量的機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界燃煤機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于：所述煤質(zhì)校正系數(shù)η，為當(dāng)前每千瓦時(shí)耗煤量b_n與設(shè)計(jì)發(fā)電煤耗b_s之比，用來判斷當(dāng)前燃煤質(zhì)量。