[发明专利]一种火电厂PID控制回路品质评价方法

权利要求书

1.一种火电厂PID控制回路品质评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、数据预处理

(1)检测控制回路手、自动状态，当控制回路在自动状态时进行评价；

(2)采集被调量的测点质量信号，如果坏点，则不进行回路评价；

二、筛查有效扰动

根据系统采集的实时数据，筛查出有效扰动，判断为有效扰动的具体原则如下：

(1)判断设定值变化幅度及持续时间

判断设定值变化幅度是否符合要求的原则为：扰动幅度达到规程《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程(DL/T 657—2015)》中规定的定值扰动幅度的0.5倍；

判断设定值发生阶跃后维持不变的持续时间原则为：持续时间大于规程《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程(DL/T 657—2015)》中规定的稳定时间t_n的1.1倍；

同时设定值变化幅度和持续时间同时满足以上原则则判断为有效扰动，否则判断为无效扰动；若扰动有效，则进入下一步；

(2)判断扰动发生前t时间内，控制回路实际值偏离设定值的偏差是否在规程规定范围内，若不在规定范围内则判断为无效扰动，若在规定范围内则进入下一步骤；

所述规程规定范围为规程《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程(DL/T 657—2015)》中要求的稳态品质指标；

(3)判断扰动发生前t时间内，判断机组负荷是否在稳定状态，具体原则如下：无升降负荷指令，且负荷稳态偏差在±1％Pe以内，即判断负荷在稳定状态，其中，Pe为机组额定容量；

三、选取有效的评价区间

筛查出有效扰动数据后，需要选取一定时间区间内的数据进行评价，而不是计算扰动后的所有时间，选取步骤如下：

(1)记录设定值开始变化的时刻t₀；

(2)计算筛查出的有效扰动的过程时间s：

从设定值变化开始计时，若下次设定值在3t_n时间内发生变化，则停止计时并记录当前时刻t₁，则选取t₀～t₁时间段用来计算性能指标，则s＝t₁-t₀，1.1t_n＜s＜3t_n；

反之，若设定值在3t_n时间内仍未发生变化，则3t_n以后的数据不再参考，记录下当前时刻t₂，则s＝t₂-t₀＝3t_n；

四、扰动曲线分类

通过计算整个有效的阶跃扰动过程中所有的波峰值m与波谷值n，其中，波峰值m分别为m₁、m₂、…，波谷值n分别为n₁、n₂、…，并将波峰值、波谷值与设定值r进行比较，对响应曲线进行分类，类别包括以下几类：

(1)衰减振荡过程：若为正向扰动，则判断各个波峰值m与设计值r大小，若m₁、m₂、…均＞r，则判断该过程为衰减振荡过程；同理，若为负向扰动，则判断各个波谷值n与设计值r值大小，若n₁、n₂、…均＜r，也判断该过程为衰减振荡过程；

(2)有超调的非周期过渡过程：若正向扰动过程中只有一个波峰值m₁且m₁＞r，或负向扰动过程中只有一个波谷值n₁且n₁＜r，则判断该过程为有超调的非周期过渡过程；

(3)无超调的非周期过渡过程：若正向扰动过程中无波峰值且实际值始终小于设定值或负向扰动过程中无波谷值且实际值始终大于设定值，则判断该过程为无超调的非周期过渡过程；

(4)等幅振荡过程：若扰动过程中几个波峰值m之间数值接近，几个波谷值之间数值也接近，同时，m-r≈r-n，则判断该过程为等幅振荡过程；

(5)发散振荡过程：若扰动过程中几个波峰值满足m₁＜m₂＜m₃…，同时几个波谷值满足n₁＞n₂＞n₃…，则判断该过程为发散振荡过程；

五、计算超调量A

(1)根据步骤四的扰动曲线分类，若扰动曲线为衰减振荡过程、或有超调的非周期过渡过程、或等幅振荡过程、或发散振荡过程则开始计算扰动量及超调量，若为其他过程，则不计算扰动量及超调量，具体计算方法为：

A、扰动量b

扰动量b为设定值扰动前后的差值，并取绝对值，记为扰动量b；

B、超调量A

若为正向扰动，则超调量若为负向扰动，则超调量

六、计算稳定时间C

在扰动过程时间s内，实际值第一次进入稳态值且不再超出的时间计算，具体计算方法如下：

在扰动过程时间s内，从设定值发生扰动的时间t₀开始计算，到实际值与设定值偏差的绝对值第一次在规程规定范围内且不再越出该范围的时间ts为止，前后的时间差，即为稳定时间C＝ts-t₀；所述规程规定范围为规程《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程(DL/T

657—2015)》中要求的稳态品质指标；

若在扰动过程时间s内仍未稳定，则取稳定时间C＝s；

七、回路品质评价

将步骤五、六计算得到的超调量A以及稳定时间C与规程标准进行比较，得到火电厂PID控制回路品质：

所述规程标准为规程《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程(DL/T 657—2015)》中要求火电厂各个控制回路的超调量以及稳定时间

若无超调或超调量A＜规程要求的25％且稳定时间C满足规程要求，则该PID控制回路品质优良，无需调整；

若超调量A＞规程要求的25％且稳定时间C满足规程要求，则该PID控制回路系统调节作用偏强；

若无超调或超调量A＜规程要求的25％且稳定时间C超出规程要求，则该PID控制回路系统调节偏慢；

若超调量A＞规程要求的25％且稳定时间C超出规程要求，则该PID控制回路系统调节作用偏强且调节偏慢。

2.根据权利要求1所述的火电厂PID控制回路品质评价方法，其特征在于，所述步骤二判断扰动发生前t时间内中t的取值为1min。