[发明专利]一种过热汽温负荷前馈控制器参数的设置方法

说明书

本发明公开了一种过热汽温负荷前馈控制器参数的设置方法，属于热工自动控制技术领域。该方法在常规锅炉过热汽温减温喷水串级控制系统中增加一个负荷前馈控制。本发明提出负荷前馈控制器结构，并根据燃料量扰动、给水扰动和减温喷水扰动对过热汽温的动态特性，提出了设计负荷前馈控制器参数的方法。应用本发明方法可有效减小机组升降负荷过程中过热汽温偏差，并且设计方法简单、有效，易于工程实现。

技术领域

本发明属于热工自动控制技术领域，尤其涉及一种过热汽温负荷前馈控制器参数的设置方法。

背景技术

过热汽温是单元机组一个重要参数。过高的过热汽温会引起蒸汽管道强度下降，甚至导致爆管的发生；过热汽温过低会导致机组的热经济性降低，而且蒸汽进入汽轮机之后有可能出现水击现象，影响汽轮机的安全运行。过热汽温控制品质的优劣影响着机组的经济性与整个机组的安全性。

对于直流锅炉，过热汽温受煤水比影响较大。由于燃料量扰动和给水扰动对过热汽温影响的动态特性差异较大，燃料量扰动的惯性远大于给水扰动的惯性，导致机组在升级负荷时常常出现较大的过热汽温偏差，严重影响机组运行安全。

近年来，随着光伏、风电等新能源的发展，火电机组要承担调峰的任务，机组负荷常常大幅度变化。目前电厂对过热汽温的控制主要采用串级控制，已很难适应机组的调峰要求。

发明内容

针对直流锅炉在机组升降负荷过程中过热汽温偏差较大问题，本发明提出一种过热汽温负荷前馈控制器参数的设置方法，通过设计负荷前馈控制器的参数控制减小机组升降负荷过程中过热汽温偏差。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种过热汽温负荷前馈控制器参数的设置方法，在过热汽温减温喷水串级控制系统中增加一个负荷前馈控制器，前馈控制器G_F(s)采用如下形式的传递函数：

K_F、T₁和T₂为前馈控制器的参数，机组功率Ne经负荷处理模块处理后的输出Ne'作为前馈控制器的输入，前馈控制器输出与串级控制系统副调节器输出相加；

所述负荷处理模块按如下方法计算模块的输出：

其中，Ne_max、Ne_min分别为机组的最大、最小负荷；

所述前馈控制器G_F(s)的参数设置步骤如下：

步骤1)，将机组负荷控制系统切手动，过热气温、再热汽温控制系统切手动，锅炉燃烧控制系统投自动，并使机组处于稳定状态；

步骤2)，在步骤1)稳定状态下，将机组给煤量阶跃减小额定给煤量的1％，并以T秒为采样周期，采集过热汽温的变化量，获得过热汽温单位阶跃响应数据ΔT₁(k)，k＝1，2，…，N，N为采样数据个数；

步骤3)，使机组处于步骤1)稳定状态下，将机组给水量阶跃减小额定给水量的1％，并以T秒为采样周期，采集过热汽温的变化量，获得过热汽温单位阶跃响应数据ΔT₂(k)；

步骤4)，计算数据序列ΔT(k)，ΔT(k)＝ΔT₁(k)+ΔT₂(k)，查找数据序列ΔT(k)的最大值和最大值对应的采样时间，分别记为K₀和T₀；计算数据序列DT(k)，其中，k＝1，2，…，N-1，DT(k)＝ΔT(k+1)-ΔT(k)，查找数据序列DT(k)中最大值对应的采样时间，记为T_q；