[发明专利]一种柔性协调控制器的实现方法

摘要

本发明公开了一种柔性协调控制器的实现方法，本发明基于汽包壁金属温度、汽轮机缸体温度、大机开门速率、重要辅机出力、不同负荷阶段(深调)、主蒸汽温度变化速率、压力偏差在允许范围、排烟温度过低等诸多机组参数的优化算法可以动态的实时计算并拟合出机组的最优变负荷率和变压率需求函数模型，模块通过发出的信号直接作用到协调控制器的变负荷速率和变压力速率的控制逻辑里，进而直接改变发电机组变负荷强度，作用在机组燃料量、给水量、风煤配比的动态加载上，实现机组升降负荷的安全性和调节性能的平衡，实现多参数参控计算燃料。并通过优化的算法，以控制器参数去计算底层所需的煤、水、风及相互之间的关系，使系统之间扰动干扰趋于平衡。

主权项

1.一种柔性协调控制器的实现方法，其特征在于，具体方法如下步骤：步骤1，接收应用对象机组系统信号，建立机组安全阀值算法和性能阀值算法，本控制器接收机组信号包括汽包壁金属温度、汽轮机缸体温度、汽轮机调门开启速率、重要辅机出力、不同负荷阶段深调、主蒸汽温度变化速率、压力偏差在允许范围、排烟温度过低，阀值算法区里的边际条件算法，计算该条件下机组变负荷率需求阀值,包括8项目其特征在于，包括汽包壁温条件F(Xa)、排烟温度条件F(Xb)、负荷分段条件F(Xc)、辅机出力条件F(Xd)、汽轮机缸温条件F(Xe)、综合阀位条件F(Xf)、主蒸汽温度条件F(Xg)；1.1设计的F(Xa)算法包含其安全边际条件和性能评测阀值，设Pe为额定负荷，Z为规程标准要求的机组最低变负荷速率为额定负荷的百分比，600MW的直吹式机组为Pe*1.5％，Z即为1.5％；Ps主汽压力设定值，Pv实际主汽压力，Δ1为当前机组主蒸汽压力偏差最大允许数值，具体数值可查询《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》，600MW等级直吹式机组为±0.6MPa，则定义设P₁为炉膛负压测量值，P₂为炉膛负压实际值设定值，Δ2为当前机组主炉膛压力偏差最大允许数值(具体数值可查询《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》，600MW等级直吹式机组为±200Pa)，则定义依据负荷点x1处根据算法公式，F(x1)＝A₁*A₂*Pe*Z，依据此公式，在多个负荷点x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8处计算出相对应的F(x1)、F(x2)、F(x3)、F(x4)、F(x5)、F(x6)、F(x7)、F(x8)，计算生成特征函数F(Xa)＝(x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8；F(x1)，F(x2)，F(x3)，F(x4)，F(x5)，F(x6)，F(x7)，F(x8))，机组根据算法F(Xa)自动在不同负荷段实时的修正变负荷速率，可以保证机组每个负荷段主蒸汽压力所表征的机炉能量需求匹配和炉膛负压所表征的燃烧波动都具有较大的安全稳定裕度和经济的运行方式。1.2算法函数F(Xb)；电厂运行规程规定汽包上下壁温差不可超过50℃，壁温升降速率应小于1.5℃/min。根据机组长期运行及启停参数，可以查寻出机组汽包壁温差的极值B1，设ΔB为汽包上部壁温差实时值，即B1为运行期间汽包壁温差值ΔB的最大值，定义安全区间[0,40],报警运行区间[40,45]，定义温差函数曲线F(ΔB)，在报警安全区间等比例修正变负荷速率；若B1<40，则若B1≥40，则设ΔR为实际汽包壁温变化速率，B2为温度变化速率极值，定义安全区间[0,0.8],报警运行区间[0.8,1.2]，在报警安全区间等比例修正变负荷速率；若B2<0.8，则若B2≥0.8，则生成最终的b算法的弹性负荷速率算法函数F(Xb)＝F(ΔB)*F(ΔR)*Pe*Z，(式中Pe为额定负荷，Z为规程标准要求的机组最低变负荷速率为额定负荷的百分比)将该算法阀值送至下一步寻优智能筛选器，以弹性的变速率代替原始硬切换速率逻辑，实现了多参数多边际条件参控计算变负荷速率和变压力速率，实现火力机组各参数柔性协调配置；步骤2，建立和编辑智能寻优算法，采用在线智能筛选模块，通过对步骤1里各个算法阀值在线寻优化，智能寻优最佳参数，寻找出所有算法器里达到边际条件的域度阀值具体算法规则，产生的最优变负荷速率和变压力速率送至下一步接口输出，设定至协调控制系统；在线智能分析器寻优算法区算法函数为：MIN[_Fuzzy Sets(F(Xa)，F(Xb)，F(Xc)，F(Xd)，F(Xe)，F(Xf)，F(Xg)，F(Xh)].智能筛选模块通过对各条件配定的模糊权重比，最终通过小选选则器完成智能择优计算。产生的最终升降负荷率和升降主汽压力率设定通过下一步的协调系统调控设备，作用于电力生产环节各设备；步骤3，控制器接口位于机组DCS电厂分散集中控制，系统的协调级弹性变负荷和变压力速率控制器输出，使用新生成的负荷限制加入原始的负荷限制模块取小接口进入原始的协调控制系统，视为系统接口；使用新生成的速率值取代原始的手动负荷速率设定模块，本步骤功能是将优控指令通过系统接口下发到各个控制系统，包括燃料控制系统、风烟控制系统、给水控制等子层控制系统中；步骤4，机组在后期运营维护中，如果系统热力设备更换导致机组特性变化，优化算法也需要根据机组新特性实时更新，在控制器中阀值优化算法、智能寻优算法都预留可在线整定参数接口；步骤5，基于热力自动化协调控制系统之上的智能动作设定模块，设定模块通过发出的信号直接作用到协调控制器的变负荷速率和变压力速率的控制逻辑里，进而直接改变发电机组变负荷强度，作用在机组燃料量、给水量、风煤配比的动态加载上，实现机组升降负荷的安全性和调节性能的平衡，实现多参数参控计算燃料，所述控制器最终通过连接协调控制系统的幅值限制和速率限制模块作用于电力生产环节各设备，运行人员手动设定同样有效，但其仅仅系统自我判断的一个条件项目，当有触发智能选择的幅值低限和速率低限启动时，系统将自动设定，完成机组动态运行调整。