[发明专利]一种用于火电机组的机组协调控制优化系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于火电机组的机组协调控制优化系统及方法，系统包括：硬件系统以及软件系统，其中硬件系统包括冗余结构的计算服务器、冗余结构的交换机和组态监视站；软件系统包括由监控层和运算服务层组成的两层结构，监控层用于完成显示、操作、系统管理的功能，运算服务层完成数据通讯、数据处理、自动控制、历史数据存储的功能；方法采用自抗扰控制器实施，自抗扰控制器包括三个组件：跟踪微分器，非线性状态反馈，扩张观测器；系统采用外挂的形式与电厂原DCS系统进行连接，采用高级控制算法将原逻辑实现功能接管至一体化平台进行优化运算，从而达到在不改动原有DCS控制逻辑的基础上提升机组控制品质，保障生产过程的安全可靠的目的。

技术领域

本发明涉及火电厂锅炉和机组系统的控制优化技术领域，尤其涉及一种用于火电机组的机组协调控制优化系统及方法。

背景技术

现有的发电企业普遍存在燃煤供应来源不统一、机组设备性能差、两个细则、环保指标考核多等问题，导致机组的经济性和安全性面临严峻考验。主要表现在：

(1)AGC与一次调频等两个细则的考核较多。

(2)过热、再热减温水的调节性能偏差大，特别是在负荷快速变化过程中，难以有效进行控制。

(3)煤质变化大导致的锅炉燃烧工况变化大，使锅炉不能工作在最佳的工况点导致锅炉效率与环保问题的产生。

大规模科学合理的开展现代火电机组优化控制一体化解决方案关键技术研究研究已是迫在眉睫的工作。针对机组目前存在的负荷升降速率低、调节精度差、抗扰动能力差以及主要被调参数波动幅度较大等问题，开发基于协调控制系统热工过程海量历史数据的弱稳态自动检测、扰动数据驱动的热控系统辨识以及具有自趋优特性的神经网络预测控制等关键技术，提高机组运行效率以及稳定工况和变工况下的控制品质，达到降低机组热耗、发电煤耗、节能减排的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于火电机组的机组协调控制优化系统，包括：硬件系统以及软件系统，其中所述硬件系统包括冗余结构的计算服务器、冗余结构的交换机和组态监视站；所述冗余结构的计算服务器包括多台计算服务器以及OPC服务器，所述计算服务器外部设置控制器、操作员站、DMN-Router以及隔离网闸；所述软件系统包括由监控层和运算服务层组成的两层结构，所述监控层用于完成显示、操作、系统管理的功能，所述运算服务层完成数据通讯、数据处理、自动控制、历史数据存储的功能。

优选的，所述计算服务器能与不同的自动化系统相连接，能够根据统一的接口与不同自动化系统通信，所述接口为API函数、OPC接口、TDI接口、以太网、RS-232或RS-485通讯接口，所述计算服务器通过两台工作于不同网段的交换机与上位连接，实现文件下装、指令下发、信息广播、在线调试功能，且上述通讯是双网段冗余的，主从计算服务器通过RS-232串口实现心跳信号的传输，下位计算服务器依据接收到的心跳信号识别自身身份为主站或从站、判定从站是否存在；所述计算服务器通过RS-485串口与现场DCS、传感器、执行器相连，计算服务器通过以太网与MOXA卡硬接线卡件通讯；所述计算服务器通过VGA接口连接调试终端。

优选的，所述用于火电机组的机组协调控制优化系统与原有自动化系统的连接方式包括：OPC方式、平台专用的API函数方式或TDI方式。

优选的，所述软件系统中的软件包括：

a)系统管理软件

该软件作为一个系统访问的门户程序，始终运行于监控层电脑中，完成用户管理、任务调度、控制功能操作及系统时间管理功能，负责对控制器实时数据的采集、分类、存储，收集下位及上位各站的启停状态，并通过共享内存供组态监视站的其他程序使用，还有用户管理、启动其他程序、对控制器操作及系统对时功能；

b)数据库组态软件