[发明专利]一种火电机组灵活性提升控制方法

权利要求书

1.一种火电机组灵活性提升控制方法，其特征是，

1)设置火电机组汽轮机抽汽的节流装置：

在汽轮机第一段抽汽点连接的一号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；在汽轮机第二段抽汽点连接的二号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；在汽轮机第三段抽汽点连接的三号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；

2)采集汽轮机抽汽流量信号：

在汽轮机第一段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计；在汽轮机第二段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计；在汽轮机第三段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计，通过信号采集卡采集蒸汽流量的电信号，将电信号传至机组集散控制系统(DCS)中；

3)负荷指令信号的多尺度小波分解：

在主蒸汽压力定压控制条件下，对负荷指令进行不同频率的分解，负荷指令的小波分解是将负荷指令N(t)与小波函数进行内积，

式中，为基小波，a为尺度因子参数、b为位移因子参数，ψ_a,b(t)通过尺度函数ψ(t)通过伸缩和平移过程实现；

负荷指令信号N被分解为：H₁，H₂，H₃，L₁，其中，H₁为负荷指令经分解后得到的高频信号1，H₂为负荷指令经分解后得到的高频信号2，H₃为负荷指令经分解后得到的高频信号3，L₁为负荷指令经分解后得到的低频信号1；

4)汽轮机抽汽调节阀门开度控制：

汽轮机抽汽调节阀门开度的控制主要考虑主蒸汽压力目标跟踪误差和汽轮机负荷目标跟踪误差，将主蒸汽压力实际值e与目标值c之间的差值作为比例积分控制器a3的输入，将高频信号H₁作为比例控制器b3的输入，比例积分控制器a3输出和比例控制器b3输出的乘积，作为汽轮机第一段抽汽管道调节阀门开度指令l；将主蒸汽压力实际值e与目标值c之间的差值作为比例积分控制器a4的输入，将高频信号H₂作为比例控制器b4的输入，比例积分控制器a4输出和比例控制器b4输出的乘积，作为汽轮机第二段抽汽管道调节阀门开度指令m；将主蒸汽压力实际值e与目标值c之间的差值作为比例积分控制器a5的输入，将高频信号H₃作为比例控制器b5的输入，比例积分控制器a5输出和比例控制器b5输出的乘积，作为汽轮机第三段抽汽管道调节阀门开度指令n；

5)提升火电机组控制的灵活性：

①主蒸汽压力目标值c与实际值e的差值经过比例积分控制器a1后得到信号A1，低频信号L₁经过比例控制器b1后得到信号A2，A1和A2相加后，经过速率限制环节h1和阈值限制环节i1后，作为燃料量指令信号j；

②主蒸汽压力目标值c与实际值e的差值经过比例控制器b2后得到信号B1，低频信号L₁和汽轮机负荷实际值f之差经过比例积分控制器a2得到信号B2，B1和B2相加后得到的信号经过速率限制环节h2和阈值限制环节i2后，作为主蒸汽调节阀门开度指令信号k；

③主蒸汽压力目标值c与实际值e的差值经过比例积分控制器a3后得到信号C1，高频信号H₁经过比例控制器b3后得到信号C2，C1和C2的乘积经过速率限制环节h3和阈值限制环节i3后，作为汽轮机第一段抽汽调节阀门开度指令信号‘l’；

④主蒸汽压力目标值c与实际值e的差值经过比例积分控制器a4后得到信号D1，高频信号H₂经过比例控制器b4后得到信号D2，D1和D2的乘积经过速率限制环节h4和阈值限制环节i4后，作为汽轮机第二段抽汽调节阀门开度指令信号‘m’；

⑤主蒸汽压力目标值c与实际值e的差值经过比例积分控制器a5后得到信号E1，高频信号H₃经过比例控制器b5后得到信号E2，E1和E2的乘积经过速率限制环节h5和阈值限制环节i5后，作为汽轮机第三段抽汽调节阀门开度指令信号‘n’；

6)火电机组灵活性提升控制系统参数优化：

控制系统中的共计10个控制器，共计15个控制器参数，为了完成机组的精准控制，利用粒子群优化算法对控制器参数进行优化，结合现场试验数据进行参数的优化，采集主蒸汽压力目标值c、主蒸汽压力实际值e，汽轮机功率设定值，汽轮机功率实际运行值；

①优化算法初始化，设定粒子群算法的每个参数，其中主要包括搜索空间的阈值，学习因子c₁和c₂，最大迭代次数T，算法中粒子速度阈值；随机初始化15个粒子的位置和速度；

②计算15个粒子每个粒子的适应度，适应度函数为：

③比较每个粒子的适应度值与个体最优值，择优替代；

④比较每个粒子的适应度值与种群最优值，择优替代；

⑤更新粒子位置和速度，

粒子位置更新规则：

粒子速度更新规则：

其中，p_i,j为每个粒子所经过的最佳的位置，p_g,j为种群的最佳位置，i表示第i个粒子，j表示维度为j空间；

⑥若适应度达到要求或达到迭代次数后退出优化过程，否则重新进行速度和位置的更新，保证主蒸汽压力实际值e波动较小，汽轮机负荷实际值f平稳。