[发明专利]一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法及系统，应用于蒸汽透平控制模块，蒸汽透平控制模块包括：调速控制模块和抽汽控制模块，当因异常情况导致调速控制模块的控制目标和抽汽控制模块的控制目标无法同时满足时，基于工艺控制确定优先控制目标，同时设置两个控制模块为相同的优先控制模式，将优先控制目标对应的控制模块确定为主导的优先控制模块；在蒸汽透平运行过程中，控制优先控制模块同时获取自身的控制趋势和另一个控制模块的控制趋势，以便对蒸汽透平进行全自动协调控制，在干扰撤销后，自动恢复到调速控制与抽汽控制先前的控制状态，从而在一定程度上可以实现异常情况下的控制平稳过渡，保障设备对相关工艺控制连续性。

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，更具体的说，涉及一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法及系统。

背景技术

蒸汽透平是一种将蒸汽的热能直接转换成转动的机械能的原动机，通过蒸汽流经叶片之间的通道时，叶片与流体之间产生力的相互作用，从而实现能量转化。在工业控制领域，蒸汽透平通常用于既供电又供热的场景，在蒸汽透平的中间级轴抽出一部分蒸汽供热给用户，或者多级管网下一级别管线的用汽设备，依据实际需要有单次调整抽汽或二次调整抽汽，也叫单抽或双抽。对于蒸汽透平的另一部分蒸汽做功可用于驱动其他负载，例如驱动发电。

蒸汽透平的调节分为两部分，一部分是速度调节，通过对转速的调节实现对所带负载的负荷变化，一部分是抽汽调节，通过对抽汽压力或者抽汽流量的调节从而保持对外供热或供汽的调节。目前，蒸汽透平的调速控制和抽汽控制的设计会结合工艺情况进行设计，常规情况下，可以在调速控制和抽汽控制的调节范围内实现两个被控目标(一个被控目标为：蒸汽透平的转速；另一个被控目标为：抽汽流量或抽汽压力)的动态稳定。

但是，在蒸汽透平运行过程中，可能会出现因为外部干扰导致调速控制和抽汽控制无法使两个被控目标均达到调节目标的情况，最终可能导致蒸汽透平被迫停机。因此，如何提供一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法，使得蒸汽透平的调速控制和抽汽控制能够在外部干扰的情况下，尽可能的以最优的方式运行，保障蒸汽透平工作的连续性。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法及系统，以实现在因扰动导致按工艺既定的优先控制目标无法得到满足时，全自动协调控制以满足既定的优先控制目标的稳定，同时能够在干扰影响撤销后，全自动恢复到调速控制与抽汽控制先前的控制状态，在一定程度上可以实现异常情况下的控制平稳过渡，保障设备对相关工艺控制的连续性。

一种蒸汽透平的调速与抽汽的协调控制方法，应用于蒸汽透平控制模块，所述蒸汽透平控制模块包括：调速控制模块和抽汽控制模块，所述调速控制模块和所述抽汽控制模块使用统一的工作状态定义，并能够相互传递工作状态，所述调速控制模块用于对蒸汽透平进行转速控制，所述抽汽控制模块用于对所述蒸汽透平的外输出通道的抽汽流量或抽汽压力进行控制；所述协调控制方法包括：

当因异常情况导致所述调速控制模块的控制目标和所述抽汽控制模块的控制目标无法同时满足时，基于工艺控制确定所述调速控制模块的控制目标和所述抽汽控制模块的控制目标中的的优先控制目标，同时，设置所述调速控制模块与所述抽汽控制模块为相同的优先控制模式，其中，所述优先控制模式为：速度优先模式或抽汽优先模式，所述调速控制模块的控制目标为：蒸汽透平的转速，所述抽汽控制模块的控制目标为：抽汽流量或抽汽压力；

将所述调速控制模块与所述抽汽控制模块中与所述优先控制目标对应的控制模块确定为主导的优先控制模块；

在蒸汽透平运行过程中，控制所述优先控制模块同时获取自身的控制趋势和另一个控制模块的控制趋势，并基于获取的两个控制趋势，对蒸汽透平进行全自动协调控制，以实现对既定的优先控制目标的稳定控制；

当满足所述优先控制模式的退出条件时，控制所述调速控制模块与所述抽汽控制模块由所述优先控制模式恢复至正常工作状态下的相互解耦控制模式。