用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方法、一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備、以及一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是將單元機(jī)組作為一個(gè)整體來(lái)考慮，它能夠保證機(jī)組在安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下使得機(jī)組的負(fù)荷盡可能快的跟隨調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出的負(fù)荷指令要求，對(duì)于鍋爐而言，機(jī)爐協(xié)調(diào)控制最終產(chǎn)生的控制指令是鍋爐主控指令來(lái)控制鍋爐的操作。
[0003]而現(xiàn)有技術(shù)中，鍋爐主控指令由PID調(diào)節(jié)器輸出加上兩個(gè)前饋信號(hào)給出，PID調(diào)節(jié)器的輸入為主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值和實(shí)際主蒸汽機(jī)壓力值的偏差。第一項(xiàng)前饋是由機(jī)組負(fù)荷指令形成的靜態(tài)前饋。第二項(xiàng)前饋是為了提高主蒸汽壓力的控制品質(zhì)，根據(jù)壓力偏差產(chǎn)生的微分前饋量作為提高主蒸汽壓力調(diào)節(jié)品質(zhì)的能量補(bǔ)償。
[0004]但是，針對(duì)熱力發(fā)電廠的協(xié)調(diào)控制而言，這種微分補(bǔ)償控制邏輯存在如下問(wèn)題:根據(jù)壓力偏差變化的正負(fù)關(guān)系導(dǎo)致壓力偏差微分輸出的增加或減小的特性有時(shí)會(huì)在實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)中產(chǎn)生不良的效果。例如，在升負(fù)荷時(shí)鍋爐主控的輸出增大來(lái)完成燃料、給水的增加從而達(dá)到提高機(jī)組出力的目的。但是在提升機(jī)組負(fù)荷過(guò)程中，有可能壓力偏差突然出現(xiàn)負(fù)值導(dǎo)致產(chǎn)生負(fù)向的微分輸出(即微分輸出向減小方向變化)，這將導(dǎo)致鍋爐主控輸出的下降，從而導(dǎo)致鍋爐升負(fù)荷率的下降，即降低了機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。同理，在降負(fù)荷過(guò)程中，鍋爐主控指令的輸出也將減小來(lái)快速降低機(jī)組的出力，但是在此工況下主蒸汽機(jī)壓力偏差為正值時(shí)，壓力偏差的微分量輸出會(huì)向增大的方向變動(dòng)，這種情況的發(fā)生也將導(dǎo)致機(jī)組降負(fù)荷速率的下降。
[0005]即現(xiàn)有技術(shù)中缺少壓力偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與鍋爐主控輸出(指令)同向的控制方法、設(shè)備以及系統(tǒng)，不能保證壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出同向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出不同向造成的機(jī)組負(fù)荷速率降低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方法，該方法包括:根據(jù)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷值與負(fù)荷目標(biāo)值確定負(fù)荷過(guò)程，所述負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程、降負(fù)荷過(guò)程、或者穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程；以及根據(jù)所確定的負(fù)荷過(guò)程和壓力偏差微分量確定壓力偏差前饋量并將所確定的壓力偏差前饋量輸出，以控制機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組的操作；其中所述壓力偏差微分量為對(duì)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的主蒸汽機(jī)壓力值與主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值之間的壓力偏差進(jìn)行微分計(jì)算后的壓力偏差值。
[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備，該設(shè)備包括:負(fù)荷判斷模塊，用于根據(jù)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷值與負(fù)荷目標(biāo)值確定負(fù)荷過(guò)程，所述負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程、降負(fù)荷過(guò)程、或者穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程；以及用于根據(jù)所確定的負(fù)荷過(guò)程和壓力偏差微分量確定壓力偏差前饋量；輸出模塊，與所述負(fù)荷判斷模塊連接，用于將所確定的壓力偏差前饋量輸出，以控制機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組的操作；以及微分算法模塊，與所述負(fù)荷判斷模塊連接，用于對(duì)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的主蒸汽機(jī)壓力值與主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值之間的壓力偏差進(jìn)行微分計(jì)算以獲得壓力偏差微分量。
[0008]另外，本發(fā)明還提供了一種用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:負(fù)荷測(cè)量裝置，用于獲得所述機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的負(fù)荷值；壓力傳感器，用于獲得機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的鍋爐的主蒸汽機(jī)壓力值；以及本發(fā)明所提供的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備，所述用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備分別與所述負(fù)荷采集裝置和所述壓力傳感器連接。
[0009]采用本發(fā)明提供的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方法、設(shè)備、以及系統(tǒng)，通過(guò)根據(jù)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷值與負(fù)荷目標(biāo)值確定負(fù)荷過(guò)程(所述負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程、降負(fù)荷過(guò)程、或者穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程)，以及之后根據(jù)所確定的負(fù)荷過(guò)程和壓力偏差微分量確定壓力偏差前饋量并將所確定的壓力偏差前饋量輸出，以控制機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組的操作，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與鍋爐主控輸出(指令)同向，即保證壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出同向，避免了由于壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出不同向而造成的機(jī)組負(fù)荷速率降低的發(fā)生，大大提高了整個(gè)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的有效性。
[0010]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備的示意圖；以及
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方法的示意流程圖。
[0014]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0015]100微分算法模塊200負(fù)荷判斷模塊300輸出模塊
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017]下面將舉例說(shuō)明本發(fā)明的思想，但應(yīng)當(dāng)理解的這些示例為非局限性示例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此:
[0018]為了更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的思想，下面以用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)為例對(duì)本發(fā)明所提供的控制過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。例如，該用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以包括:負(fù)荷采集裝置，用于獲得所述機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的負(fù)荷值，其中所述負(fù)荷采集裝置可以是任何能夠獲得所述負(fù)荷值的裝置；壓力傳感器，用于獲得機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的鍋爐的主蒸汽機(jī)壓力值，所述負(fù)荷采集裝置和壓力傳感器的布置和功能與現(xiàn)有技術(shù)相似，在此不再贅述；以及本發(fā)明所提供的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備(將在下文中詳細(xì)地描述)，所述用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備分別與所述負(fù)荷采集裝置和所述壓力傳感器連接，以分別從負(fù)荷采集裝置和壓力傳感器接收當(dāng)前負(fù)荷值和主蒸汽機(jī)壓力值。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備的示意圖，如圖1所示，該設(shè)備可以包括:負(fù)荷判斷模塊200，用于根據(jù)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷值與負(fù)荷目標(biāo)值確定負(fù)荷過(guò)程，所述負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程、降負(fù)荷過(guò)程、或者穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程；以及之后根據(jù)所確定的負(fù)荷過(guò)程和壓力偏差微分量確定壓力偏差前饋量；輸出模塊300，與所述負(fù)荷判斷模塊200連接，用于將所確定的壓力偏差前饋量輸出，以控制機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組的操作；以及微分算法模塊100，與所述負(fù)荷判斷模塊200連接，用于對(duì)機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的主蒸汽機(jī)壓力值與主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值之間的壓力偏差進(jìn)行微分計(jì)算以獲得壓力偏差微分量。其中所述負(fù)荷目標(biāo)值和主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值可以預(yù)先存儲(chǔ)在用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備中，或者經(jīng)由控制面板等根據(jù)實(shí)際情況輸入至該設(shè)備中。
[0020]采用這樣的實(shí)施方式，由于所確定的壓力偏差前饋量是根據(jù)不同負(fù)荷過(guò)程和壓力偏差微分量來(lái)確定的，使得壓力偏差微分量的增減是與負(fù)荷過(guò)程相符的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)壓力偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與鍋爐主控輸出(指令)同向，即保證壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出同向，避免了由于壓力偏差微分量的增量方向與鍋爐主控輸出不同向而造成的機(jī)組負(fù)荷速率降低的發(fā)生，大大提高了整個(gè)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的有效性。
[0021]具體地，所述負(fù)荷判斷模塊200可將所述負(fù)荷值與所述負(fù)荷目標(biāo)值之間的負(fù)荷偏差和負(fù)荷閾值進(jìn)行比較；根據(jù)所比較的結(jié)果確定負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程、降負(fù)荷過(guò)程、或者穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程。
[0022]優(yōu)選地，所述負(fù)荷閾值可以包括升負(fù)荷閾值和降負(fù)荷閾值；所述負(fù)荷判斷模塊200可以包括升負(fù)荷判斷模塊、降負(fù)荷判斷模塊、以及穩(wěn)態(tài)負(fù)荷判斷模塊，其中:
[0023]所述升負(fù)荷判斷模塊用于在所述負(fù)荷目標(biāo)值與所述負(fù)荷值之間的負(fù)荷偏差為正值且超過(guò)升負(fù)荷閾值(例如，5MW)的情況下確定負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷過(guò)程；
[0024]所述降負(fù)荷判斷模塊用于在所述負(fù)荷目標(biāo)值與所述負(fù)荷值之間的負(fù)荷偏差為負(fù)值且低于降負(fù)荷閾值(例如，-5MW)的情況下確定負(fù)荷過(guò)程為降負(fù)荷過(guò)程；以及
[0025]所述穩(wěn)態(tài)負(fù)荷判斷模塊用于在所述負(fù)荷目標(biāo)值與所述負(fù)荷值之間的負(fù)荷偏差位于升負(fù)荷閾值與所述降負(fù)荷閾值之間的情況下確定負(fù)荷過(guò)程為穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程。
[0026]優(yōu)選地，所述升負(fù)荷判斷模塊可以包括絕對(duì)值運(yùn)算模塊，以通過(guò)對(duì)壓力偏差微分量取絕對(duì)值確定壓力偏差前饋量，即當(dāng)判斷負(fù)荷過(guò)程為升負(fù)荷的情況下，保證壓力偏差微分量為正值，以實(shí)現(xiàn)壓力偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與鍋爐主控輸出同向。
[0027]以及，所述降負(fù)荷判斷模塊可以包括絕對(duì)值運(yùn)算模塊和乘法運(yùn)算模塊，以通過(guò)對(duì)壓力偏差微分量取絕對(duì)值并將取絕對(duì)值后的壓力偏差微分量與負(fù)一相乘確定壓力偏差前饋量，即當(dāng)判斷負(fù)荷過(guò)程為降負(fù)荷的情況下，保證壓力偏差微分量為負(fù)值，以實(shí)現(xiàn)壓力偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與鍋爐主控輸出同向。
[0028]以及，穩(wěn)態(tài)負(fù)荷判斷模塊在所確定的負(fù)荷過(guò)程為穩(wěn)態(tài)負(fù)荷過(guò)程的情況下，通過(guò)設(shè)置所述壓力偏差微分量為零值確定壓力偏差前饋量，以保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，本發(fā)明所提供的用于機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)還可以包括輸出鍋爐主控指令的比例-積分-微分PID控制器，該P(yáng)ID控制器可以對(duì)主蒸汽機(jī)壓力值與主蒸汽機(jī)壓力目標(biāo)值之間的壓力偏差進(jìn)行PID控制，由于PID控制器的控制過(guò)程與現(xiàn)有技術(shù)相同，因此，為了不混淆本發(fā)明的保護(hù)范圍，在此不再贅述。
[0030]而本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，將本發(fā)明所提供的輸出模塊300的輸出(S卩如上實(shí)施方式所描述，壓力偏差動(dòng)