[发明专利]一种燃煤电站协调控制品质判断方法

说明书

本发明涉及一种燃煤电站协调控制品质判断方法，包括：与电厂的分散控制系统建立OPC通讯；实时监测从负荷指令开始变化到负荷稳定期间内的数据；计算每项数据中设定值与实际值的偏差作为单项指标，对每个单项指标提取最大偏差值、调节时间值、振荡次数值；为每个单项指标分配一级权重系数；根据一级权重系数分配二级权重系数；最后根据公式计算岀评价分数。本发明适用于单元机组控制水平评估标准的制定。本发明解决了现有的协调控制品质评估方式对于部分系统不适用、对工程实践人员要求过高,缺乏量化的评估结果,进而导致评估不客观的问题。

技术领域

本发明涉及变负荷协调控制品质评估领域，尤其涉及一种燃煤电站协调控制品质判断方法。

背景技术

单元机组作为电网的基本组成单位，对电网的经济运行和安全稳定有着重要意义。随着电网运行自动化水平的不断提高,对单元机组控制水平的要求也越来越高:机组既要能带基本负荷,又要能参与整个电网的调峰、调频，甚至在机组的某些主要辅机和局部发生故障时，仍要能维持运行。目前，以单元机组协调控制系统为基础构成的整个电网级的协调控制和优化管理系统，已成为电力生产自动化的发展趋势。这使得单元机组协调控制系统的分析研究和优化设计成为发电厂自动控制领域的重要研究课题。

协调控制系统是我国在20世纪80年代引进的火电站控制理念，它是把锅炉和汽轮机作为一个整体，完成对机组负荷和锅炉主汽压力的控制，以达到锅炉风、煤水、的协调动作。

单元制结构引入火电生产半个多世纪以来，其自动化水平一直是人们关注的焦点。许多公司和科研单位都提出了自己的控制方案。其中最经典的解决方案是LeedsfeNorthrup公司提出的直接能量平衡法(DEB)。它于1957年首次提出，经过20多年的完善，最终的DEB系统称为DEB/400,于80年代初形成。目前比较著名的是WestHouse和ABB的协调控制思想，而国内公司在这方面也有很大发展，如上海新华、浙大中控、和利时等DCS生产商均在自身的平台上设计了能够满足火电厂使用的协调控制系统,各地方电力科学研究院也在长时间的火电厂调试过程中不断地对协调控制系统进行了改进，协调控制的控制品质也得到了极大的提高，但是在协调控制品质评估方面仍存在很大的问题。

首先，从学术性的角度去理解协调控制系统,可以将其认定为前馈+负反馈控制相结合的控制方式，针对于纯负反馈控制即PID经典控制方式来说，它可以针对超调量、调节时间、振荡次数、上升时间、延迟时间、峰值时间等指标来评价控制特性的好坏，或者采用基于Harris最小方差准则评价法，利用时间序列分析技术从单输入单输出过程控制系统的日常输出序列中分析、挖掘出“反馈不变项”的适当表达式，随后把它作为进行性能评价的基准来对实际系统进行评估。以上两种方法中，前者需对系统进行阶跃扰动试验，这对于协调控制系统这种设定值存在速率限制的控制系统并不适用，而后者需要对系统首先进行建模分析，先姑且不论建模的准确性，对于一般的工程实践人员，其并不具备建模分析的能力。同时，以上两种方法均存在一个共性的问题，即它们仅仅考虑到了单个系统的控制指标，对于协调控制系统，它的调节品质不仅会受到主蒸汽压力和机组负荷两个参数的影响，负荷变化速率、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、中间点温度、汽包水位、炉膛压力、烟气含氧量等都会影响整个协调控制的调节品质。其次，从工程实践的角度来分析,DL/T657-2015中对协调控制的品质指标如表1所示。

表1

表1中对变负荷过程中各项参数的要求主要针对最大偏差这一数据。例如煤粉锅炉机组负荷偏差这一项，仅能知道当最大偏差小于2％额定负荷时，认定其控制品质可以接受，国内目前一些DCS厂家、电力科学研究院都会对一些发电厂进行协调控制优化工作，仅仅采用DL/T657-2015中所提到的指标并不能够明确的知道协调控制优化工作的前后其控制品质到底有了多大的提升，并且由于评价指标的单一性,甚至无法判断，最大偏差的减小是否是由于牺牲了其他相关的控制指标。