[发明专利]一种母管制直流锅炉发电机组协调控制方法

说明书

本发明公布了一种母管制直流锅炉发电机组协调控制方法。该方法包括多汽机协调控制方法和直流锅炉协调控制方法。多汽机协调控制方法通过建立基于误差反馈的多变量解耦控制律矩阵，求得主汽调门开度指令μ_THi，以及通过中压调门流量特性曲线和汽机中低压缸的流量分配目标值求得中压调门开度指令μ_TLi，协调控制汽机中低压缸和汽机高压缸的流量，实现多汽机协调控制。直流锅炉协调控制方法通过建立基于误差反馈的单回路控制律获得燃烧率指令μ_B、给水流量指令μ_W和减温水流量指令μ_AW，实现基于发电机组负荷的直流锅炉协调控制运行。本发明方法结构简单，分层协调控制，调节快速稳定。

技术领域

本发明涉及一种母管制直流锅炉发电机组协调控制方法，属于发电机组控制技术领域。

背景技术

根据国家能源局“煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)”制定的目标，现役燃煤发电机组须加快改造升级，到2020年的平均供电煤耗应低于310克/千瓦时。将现役亚临界老机组改造为超(超)临界直流机组，通过增加蒸汽参数大幅提升其热力循环效率，是一种经济有效地实现燃煤机组节能减排的技术选择。

对于典型的2×300MW亚临界单元机组，将两台亚临界锅炉改造为一台相当容量的超临界锅炉，同时对两台汽轮机进行改造并保留原发电机组，实现一炉两机的母管制超临界直流燃煤发电系统，相比于新建超临界机组具有更好的经济性，因而该技术具有很好的应用推广前景。但改造后的母管制超临界直流系统，与亚临界单元机组发电和超临界单元机组发电相比，系统结构有显著不同，提高运行灵活性的同时，锅炉与汽机、各汽机之间的耦合更为复杂，因此母管制直流燃煤发电系统的协调控制成为该技术应用的难点。

以往的母管制发电系统，多为小容量机组，锅炉为自然循环的汽包炉，多台锅炉和汽轮机通过主蒸汽母管相连，没有蒸汽再热系统，主要应用于自备电厂和集中供热等领域，控制要求相对不高，其运行控制的主要问题是母管压力的稳定。

已有的母管制汽包锅炉发电系统的控制方案，主要用于自备电厂和供热的小容量机组控制，其控制的关键是通过调整各台锅炉的燃料量，控制各台锅炉的负荷以维持母管压力的平稳。由于各汽轮机并不参与电网调度，因此无需对各汽轮机的负荷按照电网调度的需求进行自动发电控制，另外系统中没有再热蒸汽母管，因此不涉及中压调门的调整。但当亚临界机组改造为超临界母管制机组时，由于系统更为复杂，且各汽机均需参与电网调度，因此对其协调控制系统提出了更高的要求。

已有的直流燃煤发电系统的控制，主要为单元制配置的机组，即一台锅炉配一台汽轮机。由于单元制机组不含主蒸汽母管和再热蒸汽母管，因此其控制方案无法适应两台汽轮机并列运行带来的互相耦合和互为干扰的情况，并且也不调整汽机中压调门，从而无法满足负荷精确调整的需求。

发明内容

本发明旨在一种母管制直流锅炉发电机组协调控制方法，该母管制直流锅炉发电机组具有蒸汽再热系统，汽机与锅炉之间的耦合更为紧密，其协调控制方法能够在负荷大范围变化时仍能保证主汽压力的较小波动和各汽轮机功率快速平稳地跟踪其负荷指令，在各汽轮机参与电网调度情况下，能满足负荷控制的高要求。

本发明通过以下技术方案实现：