[发明专利]火电厂单元机组协调控制系统被控对象动态参数整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态参数的整定方法，特别是一种单元机组协调控制系统被控对象动态参数整定方法，属于工业控制技术领域。

背景技术

火电厂单元机组的被控对象锅炉-汽机是一个复杂的热力学过程，具有复杂的非线性、多变量和时变特征。一般只能采用现场扰动试验的方法来获取被控对象的动态参数。文献检索发现，沈邦盛、王世海等在青山电厂、焦作电厂分别进行了200MW单元机组被控对象动态特性试验(《热力发电》1982.1，1984.4)。由于被控对象本身内部多变量耦合及各种干扰因素，试验过程往往存在较大的偏差，获得的试验数据甚至无法表征出其正确的物理规律，获得有效数据很大程度依赖经验和偶然性。即便试验获取了一组较理想的参数，也很难满足不同机组、不同工况的仿真研究和现场调整需要。火电厂机组运行的安全性和经济性又不允许进行过多和反复的动态特性试验，因此，单纯由试验获取被控对象的动态参数受到很大的局限。进一步的文献检索发现，国内外对单元机组协调控制系统的分析和研究大多集中于协调控制回路和PID调节器参数的分析和整定。对被控对象的动态参数基本都局限于试验结果。迄今未能发现一种能够较好满足仿真研究或现场试验要求的整定方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于直接能量平衡原理的单元机组协调控制系统被控对象动态参数的整定方法。基于对一个2×4维的单元机组被控对象的多变量模型的分析，提出了在既有模型结构上，以最少和最容易测定的试验数据为前提，应用被控对象本身内在的物理规律和约束条件对其动态参数进行最优化求解，通过计算整定出其余的被控对象动态参数。

本发明是通过如下技术方案实现的，具体包括以下步骤：

步骤一，根据现场扰动试验可复现性最好的原则，确定试验参数。具体为采用汽包锅炉-汽机的单元机组作为协调控制系统的被控对象时，其动态模型一般可简化表达为2×4结构。其中，汽机调门开度μ_T的扰动可以视作被控对象的外部扰动，而锅炉燃烧率指令μ_B的扰动则作为单元机组本身的内部扰动。机组功率N_T的动态特性可以反映单元机组对电网负荷需求的响应能力。机前压力P_T则反映了单元机组被控对象之间的能量和质量平衡，表征了机组运行的稳定性。

被控对象的传递函数结构可分别由锅炉燃烧率和汽机调门开度扰动试验确定，并表达为：

(1)汽机调门开度μ_T扰动时各参数的传递函数：

N_T对μ_T扰动的传递函数：WNT=NT(s)μT(s)=K5s(1+T4s)2---MW/%]]>