2022年MW直流单元机组协调控制策略研究报告.docx

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1、精品学习资源200MW直流单元机组和谐把握系统设计与应用二部热工车间赵一平摘要电力工业的进展对和谐把握的调剂质量提出了更高的要求；本文通过对和谐控 制对象的特性分析，结合某200MW 直流单元机组，设计了充分利用汽机侧调剂快速性，具有解耦、前馈、参数自适应和时序爱惜功能的和谐把握方案；针 对直流炉给水系统的特殊性，设计了焓值参数调剂方式；经过调试，已将机组 投入电网 AGC 运行；关键词 ：机炉和谐把握 解耦 前馈 直流锅炉 焓值调剂0 概述电力工业的进展不但对和谐把握的品质提出了更高的要求，对直流炉而言，仍有深度调峰的要求；为适应这种进展需求，本文结合 某 200MW直流、直吹式单元机组，对

2、其机炉和谐把握对象特性进行了分析：直流炉给水系统的特殊性；机炉把握回路间调剂速度的差 异性；机炉把握回路间的强耦合性；燃料调剂回路的滞后性；为解 决以上问题，在直流炉的给水子系统对燃料前馈作了修正处理，并 设计了焓值参数调剂方案，以保证给水子系统能够独立设计；在汽 机调剂器入口加入了负荷 - 压力函数，以充分利用汽机侧调剂的快速性；接受单向解耦补偿函数，克服锅炉侧扰动对汽机侧的影响；采 用负荷预加煤、负荷定值动态前馈调剂方式，克服燃料调剂回路的 滞后性；适应变负荷的需要，对燃料调剂器设计了参数自适应功能；此外，仍接受时序爱惜功能，防止信号故障造成调剂器误动作；经过调试，投入了电网AGC把握，并

3、给出了和谐把握运行曲线；1 给水子系统欢迎下载精品学习资源图 1. 给水调剂原理框图图 2. 压力调剂器入口的修正函数直流炉的给水系统对和谐把握的影响较大，给水系统对主汽温 度、主汽压力以及负荷均有较大影响；一般直流炉和谐把握系统设 计将给水量 - 中间点温度也作为一对输入 - 输出量，即接受三入三出的和谐把握设计方案；但这样会增加在工程应用中的设计和调试难 度；因此，本文接受以下措施对给水系统进行调剂，以将给水系统独立设计；1.1 燃料- 给水的配比为将直流炉的给水子系统独立调剂，第一需要保持好燃料- 给水的配比，才能保证中间点温度的稳固，进而保证机炉和谐把握的质量；本文在给水主调剂器上加入

4、经过修正的燃料前馈，从而较好地保证了燃料- 给水的配比；其原理图如图 1 所示；其中，为燃料定值，为磨组合修正系数；燃料- 给水的配比系数 k 可以通过对煤的发热量和水变成过热蒸汽所需的热量进行运算，再经过现场的实际调试后确定；由于调速级压力的变化代表了实 际负荷的变化，为对不同负荷工况下燃料前馈进行修正，因此前馈乘以调速级压力；然后再经过滞后滤波器 ft 和纯迟延环节 delay 的调剂，以保证给水量和燃料量在时间次序上能够匹配好；1.2 给水焓值调剂一般的直流炉给水均接受中间点温度作为被调参数；当中间点进入饱和区后，中间点温度将不能正确反映给水量的变化，但是接受给水的焓值作为被调量就不存在

5、此问题；使用给水焓值调剂的原理如图1 所示；给水压力P 和给水温度T 这两个参数经过一个查表函数关系fx1共同准备给水的焓值H；焓值的定值与实际负荷 N有确定的函数对应关系 fx ，同时，此函数对应关系要受到磨组合关系的修正，由于不同的磨组合关系 下，燃烧工况不相同，从而造成中间点的微过热温度也就不相同，因而对应焓值的定值也就不相同；给水主调剂器PID 的输出作为给水调剂的省前流量指令；接受焓值调剂给水的另外一个优点是其辨论率比接受中间点温度高，因此其调剂作用也相对灵敏；2 利用机侧调剂的快速性从能量平稳的本质来说，是燃料量和负荷之间的平稳，因此， 本文主要使用燃料量调剂负荷，而使用主汽调门保

6、证机组的稳固；由机炉两侧调剂速度的差异性所准备，对锅炉来说，无论其调剂对欢迎下载精品学习资源象是负荷仍是压力，都存在一个时间的滞后问题；在稳态时，本文在汽机调剂器入口加入图2b 所示的函数，压力定值答应波动0.1Mpa，这其实是对锅炉扰动的单向解耦，详见第四部分；在变负荷过程中，在汽机调剂器入口加入如图2a 所示的函数，以压力定值答应波动 0.4Mpa 来保证变负荷初始过程负荷的跟踪成效；此负荷 - 压力函数的求取，主要接受现场扰动试验的方法求得；在保持机组稳固和其它调剂器暂时不动作的情形下，做燃料- 负荷的扰动响应和燃料 - 压力的负荷响应，从而对比得出功率- 压力的对应关系；3 单向解耦机

7、炉和谐把握对象是一个强耦合对象，但考虑到扰动主要来自锅炉侧，因此设计了锅炉侧到汽机侧的单向解耦，使炉侧扰动主要由锅炉调剂器排除；其解耦通道原理如图 3 所示；功率偏差经过一个带有死区的函数 fx ，再经过超前 - 滞后函数 ft 的校正，输出到汽机调剂器的入口；函数 fx 如图 2b 所示，当功率偏差在正负1MW范畴内时，解耦通道不起作用；当功率偏差超出 1MW时，解耦通道发挥作用，限制功率的波动，从而保证和谐系统的把握品质；函数 ft 的作用主要是使解耦补偿作用在时间上要匹配好，否就极易引起系统的正反馈；图中， 和 分别为锅炉和汽机调剂器， 和 分别为燃料和主汽调门调剂指令， 为汽机调剂器入

8、口的其它参数偏差；图 3. 解耦通道示意图4 克服锅炉燃料调剂的滞后性克服锅炉燃料调剂滞后性的措施主要是接受燃料前馈，同时，一次欢迎下载精品学习资源风量的动态调剂也可起到确定的作用；4.1 燃料前馈燃料的前馈包括两部分：一是负荷预加煤前馈，一是负荷动态前馈；负荷预加煤前馈负荷预加煤把握主要是指依据目标负荷和实际负荷的偏差以及燃料- 负荷的配比关系运算出应当预加的煤量，在目标负荷刚开头变化时，就依据确定的速率预先加入确定的煤量，从而能在确定程度上克服锅炉的调剂滞后；此外，预加煤的函数关系要经过实际负荷校正，以适应不同的负荷工况；其原理见图4；实际负荷N 与目标负荷的偏差经过函数 fx，再经过速率

9、限制V，形成预加煤前馈；负荷定值的前馈图 4 中，负荷定值经过超前 - 滞后功能滤波器 ft,可将负荷定值作超前校正，其输出再乘以实际负荷N，可在不同负荷工况下对超前幅值进行修正；由和共同形成燃料前馈；图 4. 燃料前馈示意图图 5. 调剂器参数自适应原理框图4.2 一次风量调剂由于机组为直吹式给粉，通过调剂给煤机转速调剂燃料量，因此，燃料回路的滞后时间较大；在变负荷时对一次风量进行确定超前调剂，一方面由于一次风带粉，可动态变化确定的燃料量；另一方面，一次风量的动态调剂，可转变进入炉膛的总风量；由以上两个方面可知，在变负荷时，对一次风量进行确定的动态过调，对克欢迎下载精品学习资源服燃料的滞后有

10、确定的调剂作用；4.3 调剂器参数自适应功能在机组变负荷过程中，主要依靠预加煤和负荷指令的动态前馈进行调剂，而将调剂器参数放小；在终止变负荷过程后，再将其参数放大；本文对燃料调剂器设计了参数自适应功能；其原理如图5所示；如图 5 所示，在机组变负荷过程中，当实际负荷N 与目标负荷的偏差超 过高低选择器H/L 的设定值时 , 选择器发出切换指令，从而使切换器 T1 和 T2 从 s1 切换到 s2 上，此时，调剂器参数比例增益和积分增益将由自适应模块 ADAPT从原先的较大的参数、调整为较小的、；当变负荷过程终止后，再将调剂器参数置回原值；5 时序爱惜功能设置对把握系统组态软件来说，其功能块执行

11、的时间次序是从小到大；但我们在填写功能块的块号时，往往忽视了某些功能块先执行与后执行的成效不一样；例如，当压力信号突然故障时，应当将压力调剂回路马上切手动；但是如压力信号故障规律的组态功能块号比压力调剂作用的组态功能块号大，就在时序上压力信号故障规律不能比压力调剂作用先执行，就此时压力调剂器将会有错误输出， 会造成系统的不稳固，甚至系统的崩溃；因此，需要从时序上将全部的规律信号先于调剂信号执行，也就是说，规律信号的功能块号比调剂作用的功能块号要小，以保证在信号反常时，相关回路能够准时切手动，从而保证机组的运行安全；6 调试曲线为检验和谐把握系统的设计和调剂质量，对机组作了断续升负荷实 验 见图 6和大幅值升负荷的试验 见图 7；两者负荷定值均从130MW到 200MW，但前者断续升负荷的幅值逐步加大，后者两次升负荷即将定值从 130MW升到 200WW；从图 6 和图 7 可见机组的负荷跟踪成效 图 7 中， 1 处 175MW负荷时其主汽调门发生卡涩后的反常动作；欢迎下载精品学习资源图6.机组调峰曲线图 7.机组大幅值升负荷曲线7 结论本文通过对直流炉的和谐把握方案的设计、调试直至将机组投 入和谐把握和电网 AGC运行，证明白本文设计的和谐把握方案的有效性；欢迎下载精品学习资源欢迎下载