[發明專利]一種燃煤電站協調控制品質判斷方法

在審

• 申請號: 202111015427.5
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113867278A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 高慶輝;李宣諭;索東楠;張召鵬
• 申請（專利權）人: 大唐東北電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本發明涉及一種燃煤電站協調控制品質判斷方法，包括：與電廠的分散控制系統建立OPC通訊；實時監測從負荷指令開始變化到負荷穩定期間內的數據；計算每項數據中設定值與實際值的偏差作為單項指標，對每個單項指標提取最大偏差值、調節時間值、振蕩次數值；為每個單項指標分配一級權重系數；根據一級權重系數分配二級權重系數；最后根據公式計算岀評價分數。本發明適用于單元機組控制水平評估標準的制定。本發明解決了現有的協調控制品質評估方式對于部分系統不適用、對工程實踐人員要求過高,缺乏量化的評估結果,進而導致評估不客觀的問題。

技術領域

本發明涉及變負荷協調控制品質評估領域，尤其涉及一種燃煤電站協調控制品質判斷方法。

背景技術

單元機組作為電網的基本組成單位，對電網的經濟運行和安全穩定有著重要意義。隨著電網運行自動化水平的不斷提高,對單元機組控制水平的要求也越來越高:機組既要能帶基本負荷,又要能參與整個電網的調峰、調頻，甚至在機組的某些主要輔機和局部發生故障時，仍要能維持運行。目前，以單元機組協調控制系統為基礎構成的整個電網級的協調控制和優化管理系統，已成為電力生產自動化的發展趨勢。這使得單元機組協調控制系統的分析研究和優化設計成為發電廠自動控制領域的重要研究課題。

協調控制系統是我國在20世紀80年代引進的火電站控制理念，它是把鍋爐和汽輪機作為一個整體，完成對機組負荷和鍋爐主汽壓力的控制，以達到鍋爐風、煤水、的協調動作。

單元制結構引入火電生產半個多世紀以來，其自動化水平一直是人們關注的焦點。許多公司和科研單位都提出了自己的控制方案。其中最經典的解決方案是LeedsfeNorthrup公司提出的直接能量平衡法(DEB)。它于1957年首次提出，經過20多年的完善，最終的DEB系統稱為DEB/400,于80年代初形成。目前比較著名的是WestHouse和ABB的協調控制思想，而國內公司在這方面也有很大發展，如上海新華、浙大中控、和利時等DCS生產商均在自身的平臺上設計了能夠滿足火電廠使用的協調控制系統,各地方電力科學研究院也在長時間的火電廠調試過程中不斷地對協調控制系統進行了改進，協調控制的控制品質也得到了極大的提高，但是在協調控制品質評估方面仍存在很大的問題。

首先，從學術性的角度去理解協調控制系統,可以將其認定為前饋+負反饋控制相結合的控制方式，針對于純負反饋控制即PID經典控制方式來說，它可以針對超調量、調節時間、振蕩次數、上升時間、延遲時間、峰值時間等指標來評價控制特性的好壞，或者采用基于Harris最小方差準則評價法，利用時間序列分析技術從單輸入單輸出過程控制系統的日常輸出序列中分析、挖掘出“反饋不變項”的適當表達式，隨后把它作為進行性能評價的基準來對實際系統進行評估。以上兩種方法中，前者需對系統進行階躍擾動試驗，這對于協調控制系統這種設定值存在速率限制的控制系統并不適用，而后者需要對系統首先進行建模分析，先姑且不論建模的準確性，對于一般的工程實踐人員，其并不具備建模分析的能力。同時，以上兩種方法均存在一個共性的問題，即它們僅僅考慮到了單個系統的控制指標，對于協調控制系統，它的調節品質不僅會受到主蒸汽壓力和機組負荷兩個參數的影響，負荷變化速率、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、中間點溫度、汽包水位、爐膛壓力、煙氣含氧量等都會影響整個協調控制的調節品質。其次，從工程實踐的角度來分析,DL/T657-2015中對協調控制的品質指標如表1所示。

表1

表1中對變負荷過程中各項參數的要求主要針對最大偏差這一數據。例如煤粉鍋爐機組負荷偏差這一項，僅能知道當最大偏差小于2％額定負荷時，認定其控制品質可以接受，國內目前一些DCS廠家、電力科學研究院都會對一些發電廠進行協調控制優化工作，僅僅采用DL/T657-2015中所提到的指標并不能夠明確的知道協調控制優化工作的前后其控制品質到底有了多大的提升，并且由于評價指標的單一性,甚至無法判斷，最大偏差的減小是否是由于犧牲了其他相關的控制指標。