[發明專利]一種超超臨界機組干濕態轉換無擾切換控制方法

在審

• 申請號: 202011174088.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112268271A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 高瑞斌;陳宏偉;徐衛;何利軍;周亞明;周曉韡;李偲
• 申請（專利權）人: 國家能源集團泰州發電有限公司
• 主分類號: F22B35/12
• 分類號: F22B35/12
• 代理公司: 常州國洸專利代理事務所(普通合伙) 32467
• 代理人: 吳麗娜

本發明涉及本發明公開了一種超超臨界機組干濕態轉換無擾切換控制方法，包括以下步驟：采集機組DCS數據，通過機理建模+數據辨識的方法建立控制對象模型；采用粒子群多目標優化算法(PSO)，對控制器參數進行尋優；改進控制邏輯，實現超超臨界機組的協調控制系統在干/濕態轉換過程中的無擾切換控制策略。

技術領域

本發明屬于熱工自動控制領域，具體涉及一種超超臨界機組干濕態轉換無擾切換控制方法。

背景技術

近年來，隨著電網技術的快速發展和工業自動化水平的不斷提高，對單元機組的控制也提出了更高的要求。單元機組作為火電廠的主要組成同時也作為電網的基本單位，不僅承擔著滿足電網負荷的要求和調峰、調頻的任務，它的穩定運行還直接影響著電網的經濟性和安全性”。單元機組協調控制系統在這種背景下應運而生，它將汽輪機和鍋爐作為不可分割的- 一個整體來進行綜合控制，以它作為基礎來實現電網側的綜合優化管理，已經成為目前電力生產自動化的主要發展趨勢。因此如何對單元機組協調控制系統進行優化和設計，就成為了火電廠控制領域的重點研究課題。

隨著機組參數的增大，受控對象的復雜程度和控制要求的提高，隨之，而來的問題也變得更多。首先，對于傳統的汽包鍋爐而言，人們往往會忽略一些次要因素,這樣就可以將亞臨界機組協調控制系統簡化成-一個雙輸入雙輸出的被控對象。而對于超臨界機組協調控制系統而言,給水流量的擾動也會對機組的實發功率和主蒸汽壓力產生很大的影響。因此，在超臨界機組協調控制系統中，應將給水流量和中間點溫度(或焓值)也作為協調控制系統的控制量和被控量,這就使得本身已經較為復雜的多變量系統的參數變得更多且耦合性變得更強。其次, 超臨界機組并沒有亞臨界機組的汽包環節，只能采用直流爐，這使得水和水蒸氣在機組內的循環速度上升，也就要求控制系統的快速性、實時性要更好；而且，由于缺少蓄熱環節,這就要求控制系統要更嚴格地保證機組的質量平衡和能量平衡。同時，協調控制系統還存在動態非線性、時變、大時延、不確定干擾多等不利因素,這都為其控制系統的設計及優化帶來了很大的挑戰。以往傳統的由人工試湊、參數整定而得到的PID控制器將很難保證機組的正常運行,就算勉強投入使用，當機組的動態特性發生較大變化后，也將很難適用。因此，迫切的需要--種先進的控制算法可以對這種復雜工業過程進行穩定和有效的控制。

除此之外，在直流爐濕/干態切換過程中,起動熱力系統的運行狀況非常復雜，手動控制易對系統產生較大擾動,特別是水煤比控制不當將導致干濕態之間頻繁切換和機組參數的劇烈波動,從而影響機組正常運行。因此，實際工業過程對直流爐干濕態轉換過程的全程自動控制有著較強烈地需求。

直流爐起動系統在鍋爐起動、機組低負荷運行(蒸汽流量低于爐膛所需的最小流量)及停爐過程中，維持鍋爐的最小流量，以保證爐膛水冷壁的安全，同時滿足機組起、停及低負荷運行時對蒸汽流量的要求。直流爐起動系統分為帶爐水循環泵和不帶爐水循環泵2種起動系統。其中，不帶爐水循環泵起動系統結構簡單，給水經給水泵至高壓加熱器、上水操作閥、省煤器、水冷壁、汽水分離器、儲水箱、溢流閥等系統形成給水循環回路。帶爐水循環泵的起動系統相對復雜，設備較多，耦合性較強，但能夠大大減少機組起動時的工質和熱量損失，且大大減輕機組熱態起動時對鍋爐的熱沖擊。。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種超超臨界機組干濕態轉換無擾切換控制方法。

本發明的技術方案如下：

一種超超臨界機組干濕態轉換無擾切換控制方法，通過機理建模和數據辨識的方法，建立超超臨界機組協調控制模型，其特征在于包括：

S1、數據的選取及其預處理：

S11、根據合適的采樣周期，選擇啟停過程平穩、運行過程信噪比足夠大的數據；

S12、以通過以系統運行的初始條件作為系統輸入輸出的“零點”，進行零初始值處理；