[實(shí)用新型]一種超臨界機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)鍋爐主控控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020851140.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212515402U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興;陳勝利;江溢洋;張劍;武海澄;莊義飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華東電力試驗(yàn)研究院;大唐鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心有限公司
• 主分類號(hào): G05B11/42
• 分類號(hào): G05B11/42
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

一種超臨界機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)鍋爐主控控制系統(tǒng)，屬于火力發(fā)電過(guò)程控制領(lǐng)域，解決一次調(diào)頻參數(shù)超調(diào)問(wèn)題，包括死區(qū)控制器、函數(shù)發(fā)生器、慣性模塊、加法器、減法器、主控PID、加法器、快速微分前饋分系統(tǒng)；死區(qū)控制器、函數(shù)發(fā)生器、慣性模塊、加法器依次串聯(lián)；加法器輸出端與減法器連接，減法器、主控PID、加法器依次串聯(lián)；死區(qū)控制器與快速微分前饋分系統(tǒng)連接；形成主汽壓力的變化量預(yù)測(cè)值、新的主汽壓力設(shè)定值，與輸入實(shí)際主汽壓力值做差后送入主控PID，經(jīng)過(guò)加法器與鍋爐主控前饋信號(hào)相加形成鍋爐主控輸出信號(hào)，控制鍋爐的動(dòng)作；通過(guò)快速微分前饋分系統(tǒng)得到修正后指令；避免一次調(diào)頻后期及結(jié)束后的參數(shù)超調(diào)、越限。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于火力發(fā)電過(guò)程控制領(lǐng)域，涉及一種超臨界機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)鍋爐主控控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等一系列清潔能源接入電力系統(tǒng)，其隨機(jī)性、波動(dòng)性給電網(wǎng)的穩(wěn)定輸出帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國(guó)仍將以火力發(fā)電為主。這對(duì)高參數(shù)、大容量火電機(jī)組運(yùn)行的靈活性提出更高的要求。燃煤火電機(jī)組鍋爐側(cè)的大延遲、大慣性嚴(yán)重影響機(jī)組靈活運(yùn)行。尤其是當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，機(jī)組負(fù)荷短時(shí)大幅變化，導(dǎo)致主汽壓力快速變化，而當(dāng)電網(wǎng)頻率回復(fù)至正常時(shí)，主汽壓力又會(huì)反向快速變化。此過(guò)程中機(jī)組壓力控制器即機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式下的鍋爐主控PID控制器由于主汽壓力的變化，會(huì)在比例、積分作用下大幅、反復(fù)改變輸出，而因所述鍋爐側(cè)大延遲、大慣性特點(diǎn)，反而往往會(huì)進(jìn)一步造成在頻率恢復(fù)后的主汽壓力超調(diào)，機(jī)組失穩(wěn)。如電網(wǎng)頻率首先下降時(shí)，機(jī)組負(fù)荷上升、主汽壓力下降，此時(shí)鍋爐主控PID控制器為提高主汽壓力因此輸出加大，由于比例、積分作用相對(duì)一次調(diào)頻速度更慢，往往當(dāng)頻率恢復(fù)上升、主汽壓力上升時(shí)，鍋爐側(cè)對(duì)鍋爐主控輸出加大的響應(yīng)才開(kāi)始體現(xiàn)，即大大加大了主汽壓力上升的幅度，嚴(yán)重時(shí)造成鍋爐超壓，危險(xiǎn)性較大。因此，對(duì)于一次調(diào)頻動(dòng)作，往往不需要鍋爐主控PID控制器對(duì)主汽壓力的響應(yīng)過(guò)度，僅依靠合適的前饋?zhàn)饔靡涯軌驖M足補(bǔ)充鍋爐蓄熱的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何設(shè)計(jì)一種硬件控制系統(tǒng)可以有效的避免了一次調(diào)頻后期及結(jié)束后參數(shù)超調(diào)、越限的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的。

一種超臨界機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)鍋爐主控控制系統(tǒng)，包括：死區(qū)控制器(1)、第一函數(shù)發(fā)生器(2)、第一慣性模塊(3)、第一加法器(4)、第一減法器(5)、主控PID(6)、第二加法器(7)、快速微分前饋分系統(tǒng)(8)；所述的死區(qū)控制器(1)、第一函數(shù)發(fā)生器(2)、第一慣性模塊 (3)、第一加法器(4)依次串聯(lián)；所述的第一加法器(4)的輸出端與第一減法器(5)連接，所述的第一減法器(5)、主控PID(6)、第二加法器(7)依次串聯(lián)；所述的死區(qū)控制器(1)與快速微分前饋分系統(tǒng)(8)連接；所述的控制系統(tǒng)在一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，電網(wǎng)頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)死區(qū)控制器(1) 后依次輸入到第一函數(shù)發(fā)生器(2)、第一慣性模塊(3)形成主汽壓力的變化量預(yù)測(cè)值，再經(jīng)過(guò)第一加法器(4)與原主汽壓力設(shè)定值相加，形成新的主汽壓力設(shè)定值；新的主汽壓力設(shè)定值輸入到第一減法器(5)中，與輸入的實(shí)際主汽壓力值做差，差值信號(hào)送入主控PID(6)，再經(jīng)過(guò)第二加法器(7)與鍋爐主控前饋信號(hào)相加形成鍋爐主控輸出信號(hào)，控制鍋爐的動(dòng)作；同時(shí)，電網(wǎng)頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)死區(qū)控制器(1)后輸入到所述的快速微分前饋分系統(tǒng)(8)中，與修正前指令相加后得到修正后指令。

一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)將電網(wǎng)頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)函數(shù)發(fā)生器、得出預(yù)測(cè)的主汽壓力最終變化幅度，再經(jīng)過(guò)一階慣性環(huán)節(jié)，模擬主汽壓力先快后慢、直至穩(wěn)定的變化過(guò)程，從時(shí)間上與實(shí)際主汽壓力擬合，再與原主汽壓力設(shè)定值通過(guò)加法器相加，得到新的一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)主汽壓力設(shè)定值；新的主汽壓力設(shè)定值與實(shí)際主汽壓力變化的方向、幅度基本一致，一次調(diào)頻動(dòng)作過(guò)程中主PID控制器輸出改變較小，鍋爐蓄熱基本依靠鍋爐主控的前饋指令進(jìn)行補(bǔ)償，有效避免了一次調(diào)頻后期及結(jié)束后的參數(shù)超調(diào)、越限。

作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的快速微分前饋分系統(tǒng)(8)包括給水流量快速微分前饋?zhàn)酉到y(tǒng)和/或燃料量快速微分前饋?zhàn)酉到y(tǒng)和/或總風(fēng)量快速微分前饋?zhàn)酉到y(tǒng)。