[發明專利]一種用于電廠蒸汽發生器給水系統的解耦控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011284277.3
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112432155B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李獻領;周宏寬;邱志強;柯志武;陶模;陳朝旭;馮毅;鄭偉;林原勝;張克龍;趙振興;代路;吳君;李勇;柯漢兵
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: F22D5/32
• 分類號: F22D5/32;F22D5/34
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

本發明提供一種用于電廠蒸汽發生器給水系統的解耦控制方法及系統，包括：獲取蒸汽發生器給水系統的輸入量參數和輸出量參數；基于輸入量參數和輸出量參數獲得第一傳遞函數矩陣；根據解耦后輸出量參數獲取蒸汽發生器給水系統的等效輸入量參數，基于等效輸入量參數與輸出量參數獲得第二傳遞函數矩陣；判定第一傳遞函數矩陣是否可逆，基于第一傳遞函數矩陣的逆陣和第二傳遞函數矩陣獲得前饋矩陣；將前饋矩陣應用于待解耦的給水系統，從而實現蒸汽發生器給水流量的解耦控制。本發明將多輸入多輸出的蒸汽發生器的給水系統解耦為多個單輸入單輸出系統從而分別實施控制，可大幅縮短給水調節時間、改善動態響應性能，為蒸汽發生器的控制奠定基礎。

技術領域

本發明涉及電廠動力系統的控制技術領域，具體涉及一種用于電廠蒸汽發生器給水系統的解耦控制方法及系統。

背景技術

蒸汽發生器是電廠動力系統的主要設備之一，其主要功能是把一回路反應堆產生的熱量傳遞給二回路給水，使二回路給水變為一定溫度和壓力的蒸汽。在自然循環蒸汽發生器的運行過程中，需要控制自然循環蒸汽發生器的水位在一定范圍內，如果蒸汽發生器水位過低則會影響動力系統的運行安全性和蒸汽發生器的傳熱性能，如果水位過高則導致汽水分離效果差，損害蒸汽發生器中汽輪機葉片的壽命。因此，實際運行過程中，通常將給水流量調節作為維持蒸汽發生器水位處于設定高度的控制手段，即通過增大或減小蒸汽發生器的給水流量來維持蒸汽發生器水位以防其過高或過低。因此，需要通過給水調節系統確保蒸汽發生器的水位控制性能是非常重要的。

然而，上述給水調節系統是以給水閥開度、給水泵轉速為輸入，給水集管與蒸汽集管間的壓差、給水流量為輸出，形成的兩輸入兩輸出的耦合系統，兩個輸入參數和兩個輸出參數之間是互相影響的。正是由于這種系統的耦合特性才導致給水流量的調節時間長、動態性能差。急需實現蒸汽發生器給水流量的解耦控制，從根本上提高給水流量的動態響應性能，為實現優良的蒸汽發生器的水位控制性能奠定基礎。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于電廠蒸汽發生器給水系統的解耦控制方法及系統，通過在蒸汽發生器的給水系統前端串接解耦控制模塊將多輸入多輸出的給水系統進行解耦，使得調節閥出口的給水流量僅受等效調節閥開度的影響，從而解決一般控制模式下給水泵電機轉速和調節閥開度彼此耦合，導致蒸汽發生器的給水流量調節時間長、動態響應性能差的問題。

為實現上述目的，按照本發明第一方面，提供一種用于電廠蒸汽發生器給水系統的解耦控制方法，所述方法包括：

獲取所述蒸汽發生器給水系統的輸入量參數和輸出量參數；通過模型辨識的方法，基于所述輸入量參數和輸出量參數獲得第一傳遞函數矩陣；

根據解耦后輸出量參數獲取所述蒸汽發生器給水系統的等效輸入量參數，基于所述等效輸入量參數與輸出量參數獲得第二傳遞函數矩陣；

判定第一傳遞函數矩陣是否可逆，如果可逆則滿足解耦條件，基于所述第一傳遞函數矩陣的逆陣和第二傳遞函數矩陣獲得前饋矩陣；

將所述前饋矩陣應用于待解耦的給水系統，從而實現所述蒸汽發生器給水流量的解耦控制。

進一步地，所述獲得所述蒸汽發生器給水系統的輸入量參數和輸出量參數包括：

獲得所述給水系統中給水閥開度、給水泵轉速作為輸入量參數；

獲得所述給水系統中給水集管與蒸汽集管間壓差、給水流量作為輸出量參數。

進一步地，所述通過模型辨識的方法，基于所述輸入量參數和輸出量參數獲得傳遞函數矩陣包括：

通過實驗進行模型辨識分別建立給水集管與蒸汽集管間壓差對給水閥開度的傳遞函數G(s)、給水流量對給水閥開度的傳遞函數G(s)、給水集管與蒸汽集管間壓差對給水泵轉速的傳遞函數G(s)、給水流量對給水泵轉速的傳遞函數G(s)；

獲得第一傳遞函數矩陣