供热机组多煤种混烧工况克服主蒸汽压力波动控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火力发电机组自动控制技术领域，尤其涉及一种供热机组多煤种混烧 工况克服主蒸汽压力波动控制方法。可用于供热火电机组在实际运行过程中的主蒸汽压力 自动控制，保证机组在负荷响应快速稳定的同时，自动将主蒸汽压力控制在合理范围内。
【背景技术】
[0002] 供热火电机组运行工况多变，包括纯凝汽工况、工业抽汽工况、采暖抽汽工况、工 业抽汽和采暖抽汽同时存在工况等。供热机组不同工况的运行特性不同，对自动控制系统 的要求不同。供热火电机组在实际运行时很难坚持燃用设计煤种，甚至连燃用校核煤种都 无法保证，往往是来什么煤就烧什么煤，多煤种混烧工况在此来煤情况下产生。为了电网的 安全、稳定、经济运行和提高供电电能质量，电网公司要求上网供热火力发电机组必须具备 调频调峰功能，并提出了具体的技术指标和考核办法。供热火电机组协调控制系统是机组 控制中的最高级控制器，负责协调汽轮机与锅炉间的能量平衡控制，保证机组参与电网调 频调峰的调节品质。供热机组协调控制被控对象为多输入多输出系统，具有非线性、参数慢 时变、以及大迟滞与大惯性的特点。尤其体现在运行工况多变的控制环节，从非供暖期控 制，到供暖期控制，再到工业供热控制，整个过程环节较多，给主蒸汽压力控制带来许多困 难。
[0003] 近些年众多国内学者对火电机组协调控制系统的主蒸汽压力控制相关问题进行 了研究与探讨，例如《中国电机工程学报》的《超临界机组协调控制系统设计新方法及其 工程应用》，给出超临界机组协调受控对象的一种实用数学模型，采用观测器预估燃煤的热 值，设计一种基于增量式函数观测的状态反馈+串级PID+智能控制（IC) +热值补偿（BTU) 的综合型协调控制系统。《动力工程学报》的《锅炉燃烧系统的自适应预测函数控制》提出 了一种基于卡尔曼（CARMA)模型的自适应预测函数控制方法，通过实时辨识过程模型的参 数，不断去修正预测函数控制器的参数。中国专利"基于预给煤控制模型的协调控制系统参 数动态整定方法"专利申请号CN201210414078. 9,提出了利用计算机软件辅助求取控制算 法参数，简化调试过程，缩短动态参数求取时间。中国专利"直流炉单元机组直接能质平衡 协调控制系统"专利申请号CN201110103988. 0,提出采用直接能量平衡机理实现汽机功率 调节回路与锅炉燃烧调节回路间的动态解耦，采用直接质量、流量平衡机理实现汽机功率 调节回路与锅炉给水调节回路间的动态解耦。中国专利"基于协调控制品质的火电机组煤 量前馈量化设计方法"专利申请号CN201210394342. 7,提出了将速率限制前后的负荷指令 求偏差，通过量化标尺一维折线函数获得煤量前馈量化标尺，从而设计出不同等级负荷煤 量前馈的基本量化标尺。
[0004] 以上这些文献及专利主要从机组数学模型的建立、机组控制策略的设计以及控制 系统参数的整定等方面进行了阐述，并提出了协调控制系统设计方法与应用实例，对主蒸 汽压力进行控制，但对供热机组多煤种混烧工况克服主蒸汽压力波动控制没有进行有针对 性的研究。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种供热机组多煤种混烧工况克服 主蒸汽压力波动控制方法，其目的是为了解决供热机组多煤种混烧工况主蒸汽压力自动控 制问题，充分发挥设备潜力，在满足电网调频调峰要求的同时，保证主要参数的稳定性。
[0006] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
[0007]供热机组多煤种混烧工况克服主蒸汽压力波动控制方法，其特征在于包括以下步 骤：
[0008] 第一步：在供热机组分散控制系统DCS的控制逻辑组态中增加以下回路接口：克 服主蒸汽压力波动给煤量控制回路接口，克服主蒸汽压力波动一次风量控制回路接口，克 服主蒸汽压力波动主蒸汽压力设定值控制回路接口，克服主蒸汽压力波动汽轮机高压调门 控制回路接口；
[0009] 第二步：在供热机组分散控制系统DCS的控制逻辑中进行以下组态：进行克服主 蒸汽压力波动给煤量控制回路逻辑组态，并将其输出引入到克服主蒸汽压力波动给煤量控 制回路接口中作为给煤量控制的前馈信号，进行克服主蒸汽压力波动一次风量控制回路逻 辑组态，并将其输出引入到克服主蒸汽压力波动一次风量控制回路接口中作为一次风量控 制的前馈信号，进行克服主蒸汽压力波动主蒸汽压力设定值控制回路逻辑组态，并将其输 出引入到克服主蒸汽压力波动主蒸汽压力设定值控制回路接口中作为主蒸汽压力设定值 变化速率信号，进行克服主蒸汽压力波动汽轮机高压调门控制回路逻辑组态，并将其输出 引入到克服主蒸汽压力波动汽轮机高压调门控制回路接口中作为主汽轮机高压调门开度 控制信号。
[0010] 第三步：控制系统投入实际运行，根据实时运行曲线，在线整定供热机组多煤种混 烧工况克服主蒸汽压力波动各个控制回路相关参数，最终达到预期的控制效果。
[0011] 第一步中所述的克服主蒸汽压力波动给煤量控制回路包括：依据主蒸汽压力状态 计算给煤量修正量A，依据启停磨煤机的燃煤热值状态计算给煤量修正量B;主蒸汽压力状 态包括：供热抽汽碟阀开度不变，发电负荷增加，主蒸汽压力实际值升高且大于设定值，供 热抽汽碟阀开度不变，发电负荷增加，主蒸汽压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀 开度增加，发电负荷不变，主蒸汽压力实际值升高且大于设定值，供热抽汽碟阀开度增加， 发电负荷不变，主蒸汽压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀开度增加，发电负荷增 加，主蒸汽压力实际值升高且大于设定值，供热抽汽碟阀开度增加，发电负荷增加，主蒸汽 压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀开度不变，发电负荷减少，主蒸汽压力实际值 升高且大于设定值，供热抽汽碟阀开度不变，发电负荷减少，主蒸汽压力实际值下降且小于 设定值，供热抽汽碟阀开度减少，发电负荷不变，主蒸汽压力实际值升高且大于设定值，供 热抽汽碟阀开度减少，发电负荷不变，主蒸汽压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀 开度减少，发电负荷减少，主蒸汽压力实际值升高且大于设定值，供热抽汽碟阀开度减少， 发电负荷减少，主蒸汽压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀开度不变，发电负荷不 变，主蒸汽压力实际值下降且小于设定值，供热抽汽碟阀开度不变，发电负荷不变，主蒸汽 压力实际值升高且大于设定值；主蒸汽压力状态的变化趋势与负荷变化方向一致，则给煤 量修正量A变化量较小，主蒸汽压力状态的变化趋势与负荷变化方向不一致，则给煤量修 正量A变化量较大，负荷稳定工况主蒸汽压力变化后，则给煤量修正量A为脉冲信号；启 停磨煤机的燃煤热值状态包括：启停磨煤机的燃煤热值不同和主蒸汽压力变化状态不同， 则给煤量修正量B的数值不同，启动磨煤机的燃煤热值高，且主蒸汽压力升高较快，则给煤 量修正量B减少较快，启动磨煤机的燃煤热值低，且主蒸汽压力升高较慢，则给煤量修正量 B减少较慢，停止磨煤机的燃煤热值高，且主蒸汽压力降低较快，则给煤量修正量B增加较 快，停止磨煤机的燃煤热值低，且主蒸汽压力降低较慢，则给煤量修正量B增加较慢。
[0012] 第一步中所述的克服主蒸汽压力波动一次风量控制回路包括：依据主蒸汽压力状 态计算一次风量修正量A，依据启停磨煤机的燃煤热值状态计算一次风量修正量B。
[0013] 所述的主蒸汽压力状态的变化趋势与负荷变化方向一致，则一次风量修正量A变 化量较小，主蒸汽压力状态的变化趋势与负荷变化方向不一致，则一次风量修正量A变化 量较大，负荷稳定工况主蒸汽压力变化后，则一次风量修正量A为脉冲信号；启停磨煤