一种汽轮机组高压调门流量优化装置及其优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及发电汽轮机组技术领域，尤其是一种汽轮机组高压调口流量优化装置 及其优化方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着电力建设的快速进行，电网结构越发复杂，为了保障电网的安全稳定运 行，必须使发电机组具有快速响应电网自动发电控制指令(AGC，Automatic Generation Control)变化和一次调频需求的调节能力。而实现方法主要是控制汽轮机高压调口动作， 快速调节汽轮机的进汽量，进而实现机组负荷的快速响应。由此可见，数字电液控制系统 (D邸，Digital Electric Hy化aulic Control System)及其高压调口整体流量特性的优劣 将直接关系到发电机的控制品质、调节性能、经济效益等重要问题。
[0003] 汽轮机高压阀口运行方式分为单阀运行方式和顺序阀（或多阀）运行方式。单阀运 行时，汽轮机总的流量信号平均分配到各个高压调节口；顺序阀控制时，流入汽轮机的蒸汽 流量是各阀口流量的总和，它将按顺序依次分配到各个高压调节口，而阀口流量特性曲线 就是流量与阀口开度的转换函数，如果单阀运行方式下整体流量特性曲线与顺序阀运行方 式下整体流量特性曲线晒合度较差的情况下，则阀口切换过程中负荷扰动就较大，严重时 会影响机组响应电网AG巧旨令变化需求。单-顺序阀切换目的是为了提高机组的经济性和稳 定性，其实质是实现节流调节与喷嘴调节的无扰切换，解决变负荷过程中均热要求与部分 负荷经济性的矛盾。
[0004] 因此，需要发明一种针对单-顺序阀整体流量特性曲线晒合度较差的情况，单独优 化顺序阀方式下阀口管理相关参数无法消除切换过程中负荷扰动情况的优化整定策略。使 机组单-顺序阀切换时无限接近无扰切换，消除切换过程中负荷扰动现象，进而保障机组阀 切换状态下安全、稳定、经济运行。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮机组高压调口流量优化装置及其优化 方法，能够解决现有技术的不足，消除切换过程中负荷扰动现象，进而保障机组阀切换状态 下安全、稳定、经济运行。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0007] -种汽轮机组高压调口流量优化装置，包括，
[000引指令控制模块，用于发出各个调口的开度信号；
[0009] 执行模块，用于接收指令并控制各个调口的开度变化；
[0010] 数据采集模块，用于采集汽轮机的调节级压力、主汽压等实时参数；
[0011] 数据仿真优化模块，用于根据调口的开度W及数据采集模块采集的汽轮机参数进 行数据仿真和W及对流量特性曲线进行优化。
[0012] -种使用上述的汽轮机组高压调口流量优化装置的优化方法，包括W下步骤：
[001引A、建立顺序阀方式下整体流量特性仿真模型；
[0014] 指令控制模块和执行模块对调口开度进行调整，数据采集模块实测单个调口流量 特性曲线和调口整体流量特性曲线，数据仿真优化模块结合阀口控制程序建立顺序阀方式 下整体流量特性仿真模型；
[0015] B、建立单阀方式下整体流量特性仿真模型；
[0016] 指令控制模块和执行模块对调口开度进行调整，数据采集模块实测单阀整体流量 特性曲线，数据仿真优化模块结合阀口控制程序建立单阀方式下整体流量特性仿真模型；
[0017] C、单-顺序阀切换参数整定及优化；
[0018] 数据仿真优化模块根据单阀整体流量特性仿真模型，调整最佳阀位系数，优化调 整单阀整体流量特性曲线的斜率，使之向多阀整体流量特性曲线；
[0019] 数据仿真优化模块根据多阀整体流量特性仿真模型，调整流量比例因子，优化调 整多阀整体流量特性曲线的斜率，使之向多阀整体流量特性曲线；
[0020] 数据仿真优化模块通过优化重叠度函数，提高多阀整体流量特性曲线的重叠区线 性度；
[0021] 数据仿真优化模块通过优化流量开度修正函数，提高多阀整体流量特性曲线的非 重叠区线性度。
[0022] 作为优选，步骤A中，单个调口流量特性实测曲线通过如下步骤进行计算，
[0023] 通过调口流量特性实验得到调口开度反馈、调节级压力、主汽压力、向量的维度， 其中= 0 ,表示调口全关，(也) = 100，表示调口全开，则调节级压力和主汽 压力比值
[0024]
[0025] 与调口流量成正比，即分别对应开度为0和100时的 调口流量百分比0%和100%，将巧^(/)归一化0-100之间的数，得到调口流量百分比 化从）
[0026]
[0027]其中化^(1) = 0, 二100 > W向量OP投ν?为横坐标、向量化^为纵坐 标构成的曲线即为第i个调口的流量特性实测曲线，该曲线用线性分段函数表示，记作 /;〇)，!·二 1，2,…，6 ?
[002引其中，0戶位为调口开度反馈，为调节级压力，7?为主汽压力，n^xl为 向量的维度。
[0029] 作为优选，步骤A中，多阀方式下整体流量特性实测曲线通过如下步骤进行计算，
[0030] 进行多阀方式下整体流量特性曲线测试实验，实验测量获得数据向量:调口总流 量指令、调节级压力、主汽压力、向量的维度，且FDEMseq( 1) >0，FDEMseq(nseq) = 100，表示顺 序阀方式下调口全部开启；调节级压力和主汽压力比值出eq化)与调口流量化seq化)成正比
[0031]
(3)
[003^ 贝化eq(nseq)对应调口全开时的调口整体流量百分比100%。由于调口总流量指令 为0时，调口全关，整体流量百分比必为0%，对Hseq(k)进行归一化，得到调口流量百分比 化seq化）
[0033]
[0034] 且化seq(nseq) = 100，W向量FDEMseq为横坐标、向量化seq为纵坐标构成的曲线即为 顺序阀方式调口整体流量特性实测曲线；
[00对其中，FDEMseq为调口总流量指令、PIseq为调节级压力、TPseq为主汽压力、nseqXl为 向量的维度。
[0036] 作为优选，步骤A中，顺序阀方式下整体流量特性仿真的步骤如下，
[0037] 流量总指令抑EM经背压修正函数fi(x)、流量比例偏置因子、重叠度函数记(句修正 和流量开度修正函数//(X)修正分配到各个调口上，获得各调口的开度指令，根据实测的 各调口流量特性曲线计算各调口自身的流量百分比。乂(句记0) //(χ)，ζ· = 1，2,…，6 、 、 为线性分段函数；
[003引设当前流量总指令为FDEM，抑ΕΜ为向量，取值范围为0-100,每隔0.1取一个值，经 背压修正函数fl(X)修正得到流量指令化1
[0039] Fl^i = fi(抑 EM) (5)
[0040] 表示对抑EM中的每个元素做函数f 1 (X)映射，得到的元素构成数据向量化1，将流量 指令化1经过流量比例偏置因子得到分配到各个调口上的流量指令
[0041]
[0042] 其中为分配到调口i的流量指令，ki、bi为调口 i的比例偏置因子，调口流量指令 /?经各自的重叠度函数/八句修正得到新的流量指令向量f乌
[0043]
[0044] 流量指令鸟经过各调口流量开度修正函数//〇)得到各调口开度指令向量 0PENCMD1，为保证单阀方式下各调口开度一致，各调口流量开度修正函数相同
[0045]
[0046] 在获得各调口开度0阳NCMQi的基础上，根据调口 i的实测流量特性曲线(X)计算 各调口流量百分比向量护&
[0047]
[004引调口实测流量特性曲线/,<0；)是在其他调口全开时测试获得，顺序阀方式下调口 依次开启，因此，整体流量特性中各调口流量百分比和实测时流量百分比之间有一定线性 关系，计算顺序阀方式下仿真整体流量特性化seq
[0049]
[0化0]其中，a、b、c、d为仿真参数，表示调口仿真流量在整体流量中的占比，fA(z' = l，2，'''，6) 为式(9 )中各调口仿真流量，化/ seq为整体流量，W向量抑EM为横坐标、向量化seq为纵坐标构 成的曲线即为顺序阀方式调口整体流量特性仿真曲线；
[0051] 将顺序阀方式整体流量特性实测曲线和仿真曲线绘制在同一坐标系中，调整仿真 参数a、b、c、d使两条曲线拟合，则公式(10)即为顺序阀方式下整体流量特性仿真模型。
[0052] 作为优选，所述步骤B中，
[0053] 对单阀整体流量特性实测曲线计算步骤如下，
[0054] 进行单阀方式下整体流量特性曲线测试实验，实验测量获得数据向量:调口总流 量指令FDEMsig，调口开度指令OPENsig，调节级压力PIsig，主汽压力TPsig，向量的维度为nsig X 1，且有FDEMsig(l)>0，FDEMsig(nsig) = 100，表示单阀方式下调口全部开启，使用步骤A中多 阀方式下整体流量特性实测曲线的计算步骤，获得单阀方式调口整体流量百分比向量 FLsig，W向量抑EMsig为横坐标、向量FLsig为纵坐标构成