[發(fā)明專利]一種基于火電廠AGC優(yōu)化的煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011208731.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112286057A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛?xí)凿?/a>;張國(guó)斌;郭瑞君;黨少佳;秦成果;張謙;杜榮華;霍紅巖;周磊;趙煒;于海存
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院分公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;F23N1/00
• 代理公司: 北京天江律師事務(wù)所 11537
• 代理人: 任崇

本發(fā)明公開了一種基于火電廠AGC優(yōu)化的煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)控制方法，包括在AGC和CCS控制系統(tǒng)中的鍋爐主控采用前饋加PID的控制策略，并且，為提高鍋爐的響應(yīng)速度和控制精度，還增加了一項(xiàng)智能前饋，設(shè)計(jì)煤量預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)、規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)，通過電廠DCS組態(tài)編程，實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)尋優(yōu)，當(dāng)負(fù)荷指令變化時(shí)，負(fù)荷從當(dāng)前指令向目標(biāo)指令變化時(shí)，前饋?zhàn)饔昧⒖滔蝈仩t中投入大量燃料，投入的燃料量與投入時(shí)間與目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷指令偏差的大小、主汽壓力目標(biāo)值與主汽壓力偏差大小、以及復(fù)位“F”觸發(fā)有關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組鍋爐主控控制。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)前饋?zhàn)赃m應(yīng)，減少人為調(diào)整工作，又能提高主蒸汽壓力的調(diào)節(jié)品質(zhì)，進(jìn)而提升CCS和AGC的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)控制方法，屬于火電廠熱控自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于火電廠AGC優(yōu)化的煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)控制方法。

背景技術(shù)

火電機(jī)組AGC技術(shù)指標(biāo)一直是火電廠自動(dòng)控制水平的重要體現(xiàn)，是電網(wǎng)對(duì)電廠考核的重要指標(biāo)之一，提高AGC控制品質(zhì)是新能源大量并網(wǎng)后維持電網(wǎng)穩(wěn)定的重要手段。機(jī)組CCS(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))是AGC的基礎(chǔ)；由于火電機(jī)組鍋爐具有大慣性和滯后，因此如何提高機(jī)組CCS和AGC技術(shù)指標(biāo)也是熱控技術(shù)的最大難題之一；隨著AGC考慮力度的不斷加強(qiáng)，各廠對(duì)AGC優(yōu)化工作投入了大量的人力、物力，以期對(duì)AGC指標(biāo)進(jìn)行改善，并降低電網(wǎng)對(duì)電廠AGC的考核。在優(yōu)化過程中，技術(shù)人員嘗試應(yīng)用了多種現(xiàn)代控制理論等方法進(jìn)行優(yōu)化，并取得了較好的控制效果。

項(xiàng)目通過總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于分散控制系統(tǒng)(DCS)的自動(dòng)尋優(yōu)控制方法。將控制策略引入到CCS煤量前饋當(dāng)中，并在DCS中組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)尋優(yōu)復(fù)位功能和煤量預(yù)測(cè)功能，將自動(dòng)控制系統(tǒng)專家的思想引入到現(xiàn)場(chǎng)DCS當(dāng)中，減少了人員調(diào)整控制參數(shù)的工作量，同時(shí)有效提高了AGC控制品質(zhì)，在變負(fù)荷過程中，主汽壓力能夠快速穩(wěn)定，提高了鍋爐的安全性。

現(xiàn)代控制理論，如預(yù)測(cè)控制理論、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等控制策略控制算法較成熟，但也具有需要建立精確的數(shù)學(xué)模型、在線運(yùn)算量大、現(xiàn)場(chǎng)不易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。基于自動(dòng)煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)前饋的控制策略，雖然不如現(xiàn)代控制理論深?yuàn)W，但也具有不用建立精確的數(shù)學(xué)模型、在線運(yùn)算量小、在現(xiàn)場(chǎng)易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，便于推廣和應(yīng)用。

現(xiàn)在人工智能(AI)技術(shù)盛行，基于自動(dòng)煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)前饋的控制策略可代替專家進(jìn)行運(yùn)算，在一定意義也可稱為人工智能的一種。但該方法在DCS中的應(yīng)用是一種嘗試，在很多方面還不完備，仍需要努力完善。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種基于火電廠AGC 優(yōu)化的煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)控制方法。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于火電廠AGC 優(yōu)化的煤量尋優(yōu)預(yù)測(cè)控制方法，包括在AGC和CCS控制系統(tǒng)中的鍋爐主控采用前饋加PID的控制策略，并且，為提高鍋爐的響應(yīng)速度和控制精度，還增加了一項(xiàng)智能前饋，設(shè)計(jì)煤量預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)、規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)，通過電廠DCS組態(tài)編程，實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)尋優(yōu)，這樣即可實(shí)現(xiàn)前饋?zhàn)赃m應(yīng)，減少人為調(diào)整工作，又能提高主蒸汽壓力的調(diào)節(jié)品質(zhì)，進(jìn)而提升CCS和AGC的調(diào)節(jié)品質(zhì)，其智能前饋采用多項(xiàng)前饋累加形成鍋爐主控總前饋，并設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)煤量前饋G1，預(yù)測(cè)煤量G1是通過目標(biāo)負(fù)荷(AGC指令)與實(shí)際負(fù)荷指令(目標(biāo)負(fù)荷通過速率限制后的指令)之間的偏差，通過預(yù)設(shè)函數(shù)得到的增減負(fù)荷時(shí)相應(yīng)煤量預(yù)測(cè)前饋，具體包括：

(1)目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷指令偏差大于1MW延遲2s且機(jī)組指令通過切換模塊切換，使機(jī)組指令“進(jìn)行”，則前饋觸發(fā)開始起作用，同時(shí)判斷為機(jī)組處于“負(fù)荷指令增加”狀態(tài)；

(2)當(dāng)目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷偏差小于1.2MW且主汽壓力指令與目標(biāo)值偏差小于一定值(復(fù)位尋優(yōu)+)時(shí)，復(fù)位前饋量并消除“負(fù)荷指令增加”狀態(tài)；

(3)當(dāng)主汽壓力目標(biāo)值與主汽壓力偏差小于一定值-0.3Mpa時(shí)，立刻復(fù)位前饋，以保證主汽壓力超調(diào)量不會(huì)太大；