[发明专利]超超临界机组再热汽温的控制方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及热工控制技术领域，特别是涉及一种超超临界机组再热汽温的控制方法和系统。

【背景技术】

在热工系统的自动控制系统中，再热蒸汽汽温调节是一个大延时环节，再热汽温对象具有大迟延、大惯性的特点。再热蒸汽的加热面在烟气通道的尾端，烟气温度较低，增加了再热蒸汽汽温的调节难度。此外再热汽温容易受各种干扰因素的影响，在各种扰动作用下汽温对象具有非线性、时变等特性，使控制难度加大。载入汽温受负荷、减温水量等变量的影响较大，由于再热蒸汽的汽压低、流量小，传热系数小，所以再热器多布置在垂直烟道或水平烟道之中，属于纯对流受热面，因而再热汽温受锅炉负荷变化的影响较大。尤其随着机组容量和参数的提高，蒸汽过热受热面比例加大，使其迟延和惯性更大，从而进一步加大了控制的难度。

再热汽温调节与主蒸汽汽温调节有较大不同，再热汽温用减温水喷水调节，容易增大汽机中、低压缸的流量，相应增加了中、低压缸的功率，如果机组总功率(负荷)保持不变，势必减少高压缸的功率与流量，这就等于用部分低压蒸汽循环代替高压蒸汽循环，导致整个单元机组循环热效率降低，热经济性变差。因此再热蒸汽气温的控制却对机组经济性有着较大的影响。1000MW超超临界机组大多采用一次中间再热系统。

再热蒸汽温度控制系统一般通过摆动喷嘴的摆动角度或者烟气旁路挡板作为再热器出口温度的正常调节手段，喷水减温作为辅助调节手段。由于超超临界机组的再热汽温被控对象的动态特性随锅炉负荷的变化而变化，在实际运行环境中各种内外扰动也比较多。目前此类控制系统所采用的控制器大多仍为PID(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分控制器)型控制器，或在PID控制的基础上采取一些自适应措施后组成的自适应PID，串级控制器。由于PID在本质上是滞后调节，由此便导致了PID型再热蒸汽汽温控制系统的控制效率较低。

【发明内容】

基于此，有必要针对PID型再热蒸汽汽温控制系统的控制效率较低的问题，提供一种超超临界机组再热汽温的控制方法和系统。

一种超超临界机组再热汽温的控制方法，包括以下步骤：

分别获取超超临界机组的各干扰变量与初级再热器出口温度间的对应关系，生成各干扰变量的第一扰动模型，其中，所述干扰变量包括机组负荷、吹灰操作信息和煤质波动信息；

分别获取所述超超临界机组的各干扰变量与末级再热器出口温度间的对应关系，生成各干扰变量的第二扰动模型；

分别获取所述超超临界机组的各控制变量与所述初级再热器出口温度间的对应关系，生成各控制变量的第一阶段线性模型，其中，所述控制变量包括烟气挡板开度和再热减温喷水量；

分别获取所述超超临界机组的各控制变量与所述末级再热器出口温度间的对应关系，生成各控制变量的第二阶段线性模型；

通过最小二乘法将各干扰变量的第一扰动模型、各干扰变量的第二扰动模型、各控制变量的第一阶段线性模型和各控制变量的第二阶段线性模型转化为所述超超临界机组的传递函数，并在各控制变量上施加阶跃信号，记录初级再热器出口温度和末级再热器出口温度，生成多变量约束预测控制的阶跃响应模型；

检测所述超超临界机组的初级再热器出口温度、末级再热器出口温度、机组负荷、吹灰操作信息和煤质波动信息；

将检测所得的初级再热器出口温度、末级再热器出口温度、机组负荷、吹灰操作信息、煤质波动信息以及所述阶跃响应模型代入预设的优化模型，进行优化求解，生成最优解；

将所述最优解中的控制变量施加到所述超超临界机组，对再热汽温进行调控。

一种超超临界机组再热汽温的控制系统，包括：

第一扰动模块，用于分别获取超超临界机组的各干扰变量与初级再热器出口温度间的对应关系，生成各干扰变量的第一扰动模型，其中，所述干扰变量包括机组负荷、吹灰操作信息和煤质波动信息；

第二扰动模块，用于分别获取所述超超临界机组的各干扰变量与末级再热器出口温度间的对应关系，生成各干扰变量的第二扰动模型；

第一阶段模块，用于分别获取所述超超临界机组的各控制变量与所述初级再热器出口温度间的对应关系，生成各控制变量的第一阶段线性模型，其中，所述控制变量包括烟气挡板开度和再热减温喷水量；

第二阶段模块，用于分别获取所述超超临界机组的各控制变量与所述末级再热器出口温度间的对应关系，生成各控制变量的第二阶段线性模型；