[发明专利]一种基于多参数预测的火电机组协调控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于模型预测控制和多参数预测相结合的控制策略，对火电机组锅炉主汽压力和分离器出口温度进行调节，使主汽压力和分离器出口温度快速、稳定、无偏差的跟踪设定值的一种控制方法。

背景技术

目前，国内火电机组的协调控制策略主要采用国外各大厂商提供的组态逻辑，采用了负荷指令前馈和比例积分微分反馈的调节方案，其核心思路在于：尽可能的将整个控制系统整定成开环调节的方式，反馈调节仅起小幅度的调节作用。这种方案要求前馈控制回路的参数必须整定得非常精确，对于煤种稳定、机组设备稳定、机组运行方式成熟的国外机组，这种方案是比较有效的，因此一直以来都是国外厂商的推荐方案；但是对于煤种多变、机组控制及测量设备不精确、运行参数经常与设计参数存在较大偏差的国内机组，则控制效果会明显变差。通过对现场运行情况的调研和归纳，在运机组的协调控制问题主要体现在如下几个方面

1、消除扰动能力差，易出现参数大幅波动及调节振荡情况

这是目前机组运行中最普遍出现的情况，机组在大幅度变负荷、启停制粉系统、吹灰等扰动工况下，控制系统常会出现控制不稳定或温度、压力大幅偏离设定值的情况，严重影响运行安全性。

2、机组负荷升降速率低

常规的AGC控制方案，由于对大滞后被控对象无法找到有效的控制方法，机组负荷的升、降速率仅在1％/min左右，机组的调峰、调频能力差，无法满足电网对机组负荷的响应要求。

3、煤种变化对控制系统影响大

在燃煤品质变差时，控制系统缺乏自适应手段，控制性能也随之变差。运行人员为保证机组安全，只能采用很低的变负荷率运行。

4、燃料、给水等控制量波动大

负荷指令的频繁反复变化，使得机组的燃料、给水、送风等各控制量也大幅来回波动，此时虽然主汽压力、温度等被控参数较为稳定，但会造成锅炉水冷壁和过热器管材热应力的反复变化，容易导致氧化皮脱落，大大增加了锅炉爆管的可能性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于多参数预测的火电机组协调控制方法，用于提升机组的调峰、调频能力，减小给煤量、给水流量等各控制量的波动幅度，减小锅炉水冷壁和过热器管材的热应力变化，减少氧化皮脱落和锅炉爆管的可能性等问题。

技术方案：本发明为克服火电机组协调控制系统的上述问题，弥补传统控制方案的不足，通过采用预测控制和多参数预测相结合的策略，减少给煤量、给水流量波动，加快主汽压力和分离器出口温度响应速度，增加协调控制系统稳定性。

本发明的特征在于该方法包括如下两个控制回路：主汽压力控制回路、分离器出口温度控制回路；其中主汽压力控制回路包括如下结构：保持预测器、线性增量预测器、主汽压力模型、主汽压力控制器；分离器出口温度控制回路包括如下结构：保持预测器、线性增量预测器、分离器出口温度模型、分离器出口温度控制器；