一種火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電廠控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自動發(fā)電量控制(Automatic Generat1n Control，AGC)作為現(xiàn)代火力發(fā)電機組離散控制系統(tǒng)(Distributed Control System, DCS)中的核心控制部分，承擔(dān)著協(xié)調(diào)鍋爐、汽機側(cè)各個閉環(huán)控制系統(tǒng)以響應(yīng)調(diào)度負荷指令的重要任務(wù)，是連接電網(wǎng)與機組之間的橋梁，其控制性能直接影響著機組AGC運行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和電網(wǎng)有功調(diào)節(jié)水平。
[0003]目前，亞臨界機組在運行過程中，隨著機組工況變化，機組控制對象的動態(tài)特性變得相對較差，過程的滯后和慣性也隨之變大，系統(tǒng)的非線性和時變性的特征越來越顯著，導(dǎo)致機組的負荷響應(yīng)速率低、穩(wěn)定性差以及不能很好適應(yīng)工況的變化。
[0004]過熱汽溫控制是機組運行質(zhì)量的一個重要指標，過熱汽溫過高，可能造成過熱器、蒸汽管道和汽輪機的高壓部分損壞；過熱汽溫過低，會引起電廠熱耗上升，并使汽輪機軸向推力增大而造成推力軸承過載；總之，必須保持過熱汽溫穩(wěn)定在一個預(yù)期值附近。目前，過熱汽溫控制的基本方法就是控制系統(tǒng)的燃水比，由于煤種與機組工況經(jīng)常處于變化之中，實際燃水比與設(shè)計值具有很大差別，導(dǎo)致過熱汽溫波動幅度大。在此情況下，常規(guī)的采用負荷指令前饋 + 比例積分微分(Proport1n Integrat1n Differentiat1n，PID)反饋的AGC控制方案，已很難協(xié)調(diào)好控制系統(tǒng)快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的負荷響應(yīng)速率低、穩(wěn)定性差、過熱汽溫波動幅度大以及不能很好適應(yīng)工況變化的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置，包括前饋控制器、內(nèi)模預(yù)測控制器、協(xié)調(diào)控制器、加法器、控制對象、相位補償網(wǎng)絡(luò)和狀態(tài)變量控制補償器；
[0007]所述內(nèi)模預(yù)測控制器的輸入端接入過熱汽溫設(shè)定值且與加法器的輸出端相連，所述內(nèi)模預(yù)測控制器的輸出端和協(xié)調(diào)控制器的輸入端相連；
[0008]所述前饋控制器的輸入端和DCS相連，所述前饋控制器的輸出端與協(xié)調(diào)控制器的輸入端相連，該協(xié)調(diào)控制器的輸出端與控制對象的輸入端相連；
[0009]所述控制對象的輸出端分別和所述相位補償網(wǎng)絡(luò)的輸入端和所述狀態(tài)變量控制補償器的第一輸入端相連，所述狀態(tài)變量控制補償器的第二輸入端接收過熱汽溫設(shè)定值，所述狀態(tài)變量控制補償器的輸出端和所述相位補償網(wǎng)絡(luò)的輸出端分別和加法器的第一輸入端和第二輸入端相連。
[0010]其中，所述裝置以專用硬件為載體，與DCS采用獨立的硬件平臺。
[0011]其中，所述裝置與DCS間通過OPC服務(wù)器進行通信。
[0012]其中，所述裝置通過網(wǎng)絡(luò)適配器與OPC服務(wù)器進行通訊。
[0013]其中，所述網(wǎng)絡(luò)適配器為交換機、集線器、路由中的一種。
[0014]其中，所述裝置和DCS之間采用倆種握手協(xié)議:通用的通訊握手協(xié)議和控制回路的通訊握手協(xié)議。
[0015]本實用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0016]上述方案中，通過采用具有大滯后控制策略的內(nèi)模預(yù)測控制器能夠提前調(diào)節(jié)噴水閥開度，并采用具有抑制過程干擾的協(xié)調(diào)控制器，同時采用相位補償網(wǎng)絡(luò)對過熱汽溫模型階次進行降階處理加快噴水閥開度的動作速度，能夠有效抑制過熱汽溫的變化，減小溫度變化的幅度，從而提高了機組的負荷響應(yīng)速率、穩(wěn)定性和抗擾動能力。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例提供的火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018][主要元件符號說明]
[0019]1:相位補償網(wǎng)絡(luò)；
[0020]2:加法器；
[0021]3:狀態(tài)變量控制補償器；
[0022]4:內(nèi)模預(yù)測控制器；
[0023]5:前饋控制器；
[0024]6:協(xié)調(diào)控制器；
[0025]7:控制對象。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0027]本實用新型針對現(xiàn)有的負荷響應(yīng)速率低、穩(wěn)定性差、過熱汽溫波動幅度大以及不能很好適應(yīng)工況變化的問題，提供一種火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置。
[0028]如圖1所示為本實用新型實施例提供的火電機組過熱汽溫先進控制優(yōu)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括前饋控制器5、內(nèi)模預(yù)測控制器4、協(xié)調(diào)控制器6、加法器2、控制對象7、相位補償網(wǎng)絡(luò)I和狀態(tài)變量控制補償器3 ;
[0029]所述內(nèi)模預(yù)測控制器4的輸入端接入過熱汽溫設(shè)定值且與加法器2的輸出端相連，所述內(nèi)模預(yù)測控制器4的輸出端和協(xié)調(diào)控制器6的輸入端相連；
[0030]前饋控制器5的輸入端和DCS相連，接收機組負荷指令，前饋控制器5的輸出端和協(xié)調(diào)控制器6的輸入端相連，該協(xié)調(diào)控制器6的輸出端與控制對象7的輸入端相連；
[0031]控制對象7的輸出端分別和相位補償網(wǎng)絡(luò)I的輸入端和狀態(tài)變量控制補償器3的第一輸入端相連，狀態(tài)變量控制補償器3的第二輸入端接收過熱汽溫設(shè)定值，狀態(tài)變量控制補償器3的輸出端和相位補償網(wǎng)絡(luò)I的輸出端分別和加法器2的第一輸入端和第二輸入端相連。
[0032]其中，內(nèi)模預(yù)測控制器4接收過熱汽溫設(shè)定值和加法器2輸出端輸出的疊加信號，內(nèi)模預(yù)測控制器4通過過熱汽溫設(shè)定值和加法器2輸出端輸出的疊加信號與過程內(nèi)模的輸出進行比較并輸出誤差信號，同時將該誤差信號提供給協(xié)調(diào)控制器6，作為協(xié)調(diào)控制器6的前饋補償，其中，內(nèi)模預(yù)測控制器4具有大滯后控制策略，能夠提前調(diào)節(jié)噴水閥開度，從而有效抑制