一种火力发电机组主汽压力优化控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火力发电机组控制工程技术，具体涉及一种火力发电机组主汽压力优化控制方法。
【背景技术】
[0002]随着特高压输电线路陆续投运，以及风电、太阳能等新能源广泛应用，电网结构日趋复杂。为保证电能质量和清洁能源的充分利用，电网调度系统要求火力发电机组具有快速的负荷响应性能和调节性能，深度参与电网调峰、调频。汽轮机是一个快速响应对象，而锅炉燃烧过程则具有大滞后性，汽轮机调节负荷的快速性与锅炉燃烧过程滞后性之间的矛盾也就越来越突出。如何既能充分利用锅炉蓄热改变汽轮机的进汽量响应负荷变化，又能保证锅炉的主汽压力偏差不超出范围，维持锅炉燃烧稳定，对锅炉的燃料量控制提出更高的要求。火力发电机组协调控制系统中，采用主汽压力与其设定值的偏差信号，经过PID运算，调节进入锅炉的燃料量。由于从燃料量变化到锅炉热负荷变化，以及主蒸汽压力的变化有一定迟延。在机组负荷需求变化时，容易出现主汽压力调节与机组负荷需求不匹配甚至相互矛盾的情况，造成主汽压力偏差超限，影响锅炉燃烧稳定和机组负荷响应性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题，提供一种能够在电网负荷需求变化时既能使火力发电机组快速响应电网负荷的需求，又能保证主汽压力偏差不超限、维持锅炉燃烧稳定，提高火力发电机组的负荷响应性能和运行稳定性的火力发电机组主汽压力优化控制方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种火力发电机组主汽压力优化控制方法，步骤包括:
1)将目标火力发电机组的主汽压力设定值减去主汽压力得到主汽压力偏差信号ΛP'
2)将目标火力发电机组的负荷指令减去实际负荷得到负荷偏差彳目号ΛIa
3)根据负荷偏差信号ΛZ判断目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求，根据主汽压力偏差信号Λ摩Ij断目标火力发电机组主汽压力偏差对燃料的增减需求；根据目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求、主汽压力偏差对燃料的增减需求调节PID控制器的控制参数，如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，则调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，则调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；
4)将主汽压力偏差信号Λ片俞入所述PID控制器，所述PID控制器基于调节得到的控制参数计算PID运算输出量，并通过所述PID运算输出量调节进入锅炉的燃料量。
[0005]优选地，所述步骤3)的详细步骤包括:
3.1)判断目标火力发电机组负荷偏差信号Λ Z在-5MW?+5MW之间、主汽压力偏差信号Λ /? -0.1MPa?+0.1MPa之间两个条件是否同时满足，如果两个条件同时满足，则判定目标火力发电机组处于稳态工况，设置PID控制器的控制参数中比例增益命的值为第一预设值A、积分时间H的值为第二预设值B、微分系数心亦]值为第三预设值C，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.2)判断负荷偏差信号Λ Z大于+5MW、主汽压力偏差信号Λ Z5小于-0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为增加燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为减少燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.3)判断负荷偏差信号Λ Z大于+5MW、主汽压力偏差信号Λ 于+0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为增加燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为增加燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.4)判断负荷偏差信号Λ Z小于-5MW、主汽压力偏差信号Λ Z5小于-0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为减少燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为减少燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.5)判断负荷偏差信号Λ Z小于-5MW、主汽压力偏差信号Λ 于+0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为减少燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为增加燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；最终，跳转执行步骤4)。
[0006]优选地，所述步骤3.2)和3.5)中调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，具体是指将PID控制器的控制参数中的比例增益命的值设置为小于第一预设值Α，积分时间ri的值设置为大于第二预设值B。
[0007]优选地，所述步骤3.3)和3.4)中调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，具体是指将PID控制器的控制参数中的比例增益命的值设置为大于第一预设值A，积分时间ri的值设置为小于第二预设值B。
[0008]优选地，所述步骤3.2)中调节PID控制器的控制参数后，比例增益命的值为
0.7A，其中A表示第一预设值；积分时间ri的值为1.5B，其中B表示第二预设值。
[0009]优选地，所述步骤3.5)中调节PID控制器的控制参数后，比例增益命的值为
0.7A，其中A表示第一预设值；积分时间ri的值为1.5B，其中B表示第二预设值。
[0010]优选地，所述步骤3.3)中调节PID控制器的控制参数后，比例增益命的值为
1.2A，其中A表示第一预设值；积分时间ri的值为0.SB，其中B表示第二预设值。
[0011]优选地，所述步骤3.4)中调节PID控制器的控制参数后，比例增益命的值为1.2A，其中A表示第一预设值；积分时间W的值为0.SB，其中B表示第二预设值。
[0012]优选地，所述第三预设值C的值为O。
[0013]本发明火力发电机组主汽压力优化控制方法具有下述优点:本发明根据负荷偏差信号Λ Z判断目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求，根据主汽压力偏差信号Λ P判断目标火力发电机组主汽压力偏差对燃料的增减需求；根据目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求、主汽压力偏差对燃料的增减需求调节PID控制器的控制参数，如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，则调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，则调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，从而使火力发电机组的燃料量与锅炉热负荷、电网负荷需求一致，能够在电网负荷需求变化时既能使火力发电机组快速响应电网负荷的需求，又能保证主汽压力偏差不超限、维持锅炉燃烧稳定，提高火力发电机组的负荷响应性能和运行稳定性。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例方法的基本量流程示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实施例火力发电机组主汽压力优化控制方法的步骤包括:
1)将目标火力发电机组的主汽压力设定值减去主汽压力得到主汽压力偏差信号ΛP'
2)将目标火力发电机组的负荷指令减去实际负荷得到负荷偏差彳目号ΛIa
3)根据负荷偏差信号ΛZ判断目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求，根据主汽压力偏差信号Λ摩Ij断目标火力发电机组主汽压力偏差对燃料的增减需求；根据目标火力发电机组负荷偏差对燃料的增减需求、主汽压力偏差对燃料的增减需求调节PID控制器的控制参数，如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，则调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；如果负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，则调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用；
4)将主汽压力偏差信号Λ片俞入所述PID控制器，所述PID控制器基于调节得到的控制参数计算PID运算输出量，并通过所述PID运算输出量调节进入锅炉的燃料量。
[0016]本实施例中，步骤3 )的详细步骤包括:
3.1)判断目标火力发电机组负荷偏差信号Λ Z在-5MW?+5MW之间、主汽压力偏差信号Λ /? -0.1MPa?+0.1MPa之间两个条件是否同时满足，如果两个条件同时满足，则判定目标火力发电机组处于稳态工况，设置PID控制器的控制参数中比例增益命的值为第一预设值A、积分时间H的值为第二预设值B、微分系数心亦]值为第三预设值C，跳转执行步骤
4);否则，跳转执行下一步；本实施例中，第一预设值A、第二预设值B是在目标火力发电机组上通过调整试验获得的；
3.2)判断负荷偏差信号Λ Z大于+5MW、主汽压力偏差信号Λ Z5小于-0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为增加燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为减少燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求不同，调节PID控制器的控制参数以减弱PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.3)判断负荷偏差信号Λ Z大于+5MW、主汽压力偏差信号Λ 于+0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为增加燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为增加燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏差对燃料的增减需求相同，调节PID控制器的控制参数以增强PID控制器对进入锅炉的燃料量的调节作用，跳转执行步骤4);否则，跳转执行下一步；
3.4)判断负荷偏差信号Λ Z小于-5MW、主汽压力偏差信号Λ Z5小于-0.1MPa两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则判定负荷偏差对燃料的增减需求为减少燃料、主汽压力偏差对燃料的增减需求为减少燃料，负荷偏差对燃料的增减需求与主汽压力偏