[发明专利]协调控制系统的阶跃设定值形成回路

说明书

技术领域

本发明涉及多变量系统应用技术领域，特别是涉及一种协调控制系统的阶跃设定值形成回路。

背景技术

大型火力发电机组通常采用单元制，其机炉协调控制系统是提高电厂经济效益和实现AGC(Automatic Generation Control，自动发电量控制)的重要环节。单元机组协调控制系统就是把汽机和锅炉机组看作一个整体进行控制，协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行。而根据获得的控制系统的试验数据辨识出协调控制系统被控对象的模型，就可以科学地修正控制策略，改变调节器的控制参数等，使机组控制性能指标接近最优。

火电厂单元机组协调控制的汽机和锅炉被控对象是一个多变量系统，一般采用控制回路输出的阶跃扰动等开环试验方法来获取控制系统的试验数据，然后根据获取的试验数据辨识出被控对象的模型。但是由于汽机和锅炉被控对象具有复杂性、非线性、多变量性、时变性等，在进行控制输出的阶跃扰动等开环试验时，运行参数可能会超出机组的正常运行范围，甚至可能使机组进入到失稳工况；受到多变量间相互耦合内扰及各种非确定外扰等的影响，通过开环试验获得的试验数据很难准确反映这个多变量系统本质的对象特性，要获得有效数据很大程度依赖经验和偶然性。这就使得开环试验方法既影响机组的安全稳定运行，又耗时费力，还难以获取准确反映汽机和锅炉被控对象的试验数据等。

并网机组按要求需定期进行各种试验，如一次调频性能测试、AGC性能测试、压力设定值扰动等试验。但现有的协调控制系统出于协调汽机和锅炉控制特性的差异，以及尽量减小机组热应力、经济运行、稳定运行等方面的考虑，对汽机、锅炉控制回路的设定值变化都做了很多的限制，使它们不能产生设定值阶跃变化，试验的数据不能满足辨识模型要求。迄今未能发现一种既能在运行电厂中定期开展，又能满足辨识模型要求，较好地获取汽机、锅炉特性试验数据的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种在保证电厂正常的安全运行下，从正常的定期试验中，获取满足协调控制系统多变量模型辨识要求试验数据的协调控制系统的阶跃设定值形成回路。

一种协调控制系统的阶跃设定值形成回路，包括一次调频控制回路和主压力设定回路；

所述一次调频控制回路包括依次与实测转速偏差信号输入端连接的模式切换模块、第一函数模块、乘法模块、大选模块、小选模块，与模式切换模块另一输入端连接的模拟转速偏差设定模块，与模式切换模块信号切换端连接的第一投切开关模块，一端与实测主蒸汽压力输入端连接、另一端与乘法模块另一输入端连接的第二函数模块；

所述主压力设定回路包括压力偏置设定模块、加法模块、小值比较模块、大值比较模块、速率限制模块、第三函数模块、第一惯性时延模块、第二惯性时延模块、第三惯性时延模块、速率设定模块、速率切换模块、第二投切开关模块、时延时间设定模块、时延时间切换模块、第三投切开关模块；

加法模块的两输入端分别与滑压压力设定值输入端、压力偏置设定模块输出端相连，其输出端依次与小值比较模块、大值比较模块、速率限制模块、第一惯性时延模块、第二惯性时延模块、第三惯性时延模块相连；速率切换模块的两输入端分别与滑压压力设定速率信号输入端、速率设定模块输出端相连，其信号切换端与第二投切开关模块输出端相连，其输出端与速率限制模块速率限制信号端相连；发电功率指令输入端通过第三函数模块与时延时间切换模块的一输入端相连；时延时间切换模块的另一输入端与时延时间设定模块输出端相连，其信号切换端与第三投切开关模块输出端相连，其输出端分别与第一惯性时延模块、第二惯性时延模块、第三惯性时延模块的时延时间输入端相连。

本发明通过在一次调频控制回路中新增模拟转速偏差设定模块、模式切换模块、第一投切开关模块，在第一投切开关模块投入状态下，改变模拟转速偏差设定模块的数值形成对功率设定值的阶跃扰动；在主压力设定回路中新增速率设定模块、速率切换模块、第二投切开关模块、第三投切开关模块、时延时间设定模块、时延时间切换模块，改变压力偏置设定模块的数值形成对压力设定的阶跃扰动。在保证电厂正常的安全运行下，该系统获取的汽机-锅炉设定值阶跃扰动试验数据满足多变量模型辨识要求，即根据本系统获取的设定值阶跃扰动数据可以准确辨识出协调控制系统被控对象的模型，利用辨识出的被控对象的模型，通过内模控制等方法，就能很好的实现机炉控制回路的前馈解耦及反馈PID控制，从而实现了机组的经济运行，保证了电网的安全稳定。

附图说明