[發(fā)明專利]一種母管蒸汽壓力協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110769520.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113464920B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴慶宣;商孟堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱中遠(yuǎn)控制工程有限公司
• 主分類號(hào): F22B35/00
• 分類號(hào): F22B35/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種母管蒸汽壓力協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、獲取數(shù)據(jù)；

獲取蒸汽母管(3)的蒸汽壓力給定值、蒸汽母管(3)的蒸汽壓力實(shí)測(cè)值、每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量實(shí)測(cè)值、每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的控制模式和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的給煤量實(shí)測(cè)值；

步驟二、計(jì)算調(diào)壓鍋爐的數(shù)量；

根據(jù)步驟一中獲取的每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量實(shí)測(cè)值和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的控制模式統(tǒng)計(jì)符合條件1的鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的數(shù)量，所述條件1為：鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的控制模式為協(xié)調(diào)調(diào)壓模式，且蒸汽流量在運(yùn)行下限與運(yùn)行上限之間，將符合條件1的鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)作為調(diào)壓鍋爐，當(dāng)調(diào)壓鍋爐的數(shù)量少于兩臺(tái)時(shí)，不需要進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)正常運(yùn)行，當(dāng)調(diào)壓鍋爐的數(shù)量大于兩臺(tái)時(shí)，則需進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，轉(zhuǎn)入步驟三；

步驟三、判斷外擾狀態(tài)；

根據(jù)步驟一中獲取的蒸汽母管(3)的蒸汽壓力實(shí)測(cè)值和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量實(shí)測(cè)值，利用外擾判斷算法計(jì)算蒸汽母管(3)的蒸汽壓力是否為外擾狀態(tài)，當(dāng)蒸汽流量與蒸汽壓力變化方向相反時(shí)，判斷為外擾狀態(tài)，此時(shí)所有鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)自動(dòng)調(diào)整為前饋補(bǔ)償方式，獲取每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的外擾前饋狀態(tài)值，轉(zhuǎn)入步驟四，當(dāng)蒸汽流量與蒸汽壓力變化方向相同時(shí)，判斷為非外擾狀態(tài)，所有鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)正常運(yùn)行，轉(zhuǎn)入步驟四；

步驟四、計(jì)算總蒸汽流量調(diào)整量；

根據(jù)步驟一中獲取的蒸汽母管(3)的蒸汽壓力給定值和蒸汽母管(3)的蒸汽壓力實(shí)測(cè)值，利用增量式PID算法和蒸汽母管(3)的蒸汽壓力誤差計(jì)算蒸汽母管(3)總蒸汽流量調(diào)整量，轉(zhuǎn)入步驟五；

步驟五、計(jì)算分配系數(shù)；

根據(jù)步驟一中獲取的每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量實(shí)測(cè)值和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的給煤量實(shí)測(cè)值，以及步驟四中獲取的總蒸汽流量調(diào)整量，利用歸一化算法計(jì)算非歸一化分配系數(shù)向量B和歸一化分配系數(shù)A，當(dāng)||B||≠0表示當(dāng)前時(shí)刻滿足蒸汽壓力協(xié)調(diào)需求，當(dāng)||B||＝0時(shí)，表明當(dāng)前時(shí)刻不能滿足蒸汽壓力協(xié)調(diào)需求，將每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)設(shè)置為非協(xié)調(diào)模式，交由司爐手動(dòng)調(diào)節(jié)，獲取每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量給定值和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的控制模式給定值；

所述步驟五包括：

鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量給定值UD_sp0(k)：

UD_sp0(k)＝ΔUD_sp0(k)+UD_sp0(k-1)???????????????????(1)

其中，UD_sp0(k-1)為上一時(shí)刻鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量給定值；

ΔUD_sp0(k)為上一時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量給定值的變化量；

ΔUD_sp0(k)＝[α₁,α₂,…,α_N]^T*δU_D(k)?????????????????(2)

分配系數(shù)α_i，i＝1,2，…，N，需滿足：

N為鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的數(shù)量；

δU_D(k)表示k時(shí)刻的總蒸汽流量調(diào)整量；

綜合各鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算分配系數(shù)，每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量調(diào)整量的分配系數(shù)向量記為：

Α＝[α₁,α₂,…,α_N]^T

非歸一化分配系數(shù)向量：

B＝[β₁,β₂,…,β_N]^T

歸一化計(jì)算：

非歸一化系數(shù)：

其中，i＝1,2，…，N；

為煤耗特性加權(quán)系數(shù)；

為蒸汽流量裕度加權(quán)系數(shù)；

為控制模式加權(quán)系數(shù)；

其中，表示具體到每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量實(shí)測(cè)值；

T為計(jì)算統(tǒng)計(jì)周期；

j為控制計(jì)算時(shí)刻；

單位煤耗產(chǎn)生的蒸汽流量越多，加權(quán)系數(shù)越大，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能；計(jì)算時(shí)長(zhǎng)不足統(tǒng)計(jì)周期T時(shí)，煤耗特性加權(quán)系數(shù)相同；

其中，為i號(hào)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)蒸汽流量運(yùn)行上限值；

為i號(hào)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)蒸汽流量運(yùn)行下限值；

每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)2的蒸汽流量調(diào)整量在總流量調(diào)節(jié)區(qū)間中占比越高，相應(yīng)的蒸汽流量裕度加權(quán)系數(shù)越大；

其中，表示相應(yīng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)為協(xié)調(diào)模式；

表示相應(yīng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)為非協(xié)調(diào)模式；

引入控制模式加權(quán)系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)參與調(diào)壓鍋爐的動(dòng)態(tài)變化，不用固定某臺(tái)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)作為調(diào)壓鍋爐，特別是當(dāng)只有兩個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)進(jìn)行調(diào)壓時(shí)，可以對(duì)控制模式加權(quán)系數(shù)進(jìn)行修正，當(dāng)單個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽調(diào)節(jié)滿足總蒸汽調(diào)整量時(shí)使用單個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低蒸汽壓力耦合影響；通過(guò)各加權(quán)系數(shù)相乘得到非歸一化分配系數(shù)β_i，可得非歸一化分配系數(shù)向量B；

控制模式輸出：

其中，||B||≠0表示當(dāng)前時(shí)刻滿足蒸汽壓力協(xié)調(diào)需求；

||B||＝0表示當(dāng)前時(shí)刻不能滿足蒸汽壓力協(xié)調(diào)需求，將每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)設(shè)置為非協(xié)調(diào)模式，由司爐手動(dòng)調(diào)節(jié)；

步驟六、輸出數(shù)據(jù)；

將步驟三中獲取的每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的外擾前饋狀態(tài)值，以及步驟五中獲取的每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的蒸汽流量給定值和每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)的控制模式給定值發(fā)送給每個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)(2)。