风机解耦控制方法及装置的制造方法

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环定值扰动试验和增压风机入口压力闭环定值扰动试验。
[0105] 当然，上述单元或模块划分只是一种示意划分，本发明并不局限于此。该装置还可以仅包括：建模单元和调整单元，建模单元执行与建模、设计前馈控制器相关的功能，调整单元执行与仿真、试验、参数调整相关的功能。只要能实现本发明的目的的模块划分，均应属于本发明的保护范围。
[0106] 为了对上述风机解耦控制方法及装置进行更为清楚的解释，下面结合某电厂的实际案例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0107] 对于一 600MW亚临界机组，在300-400MW和500-600MW负荷段，均进行开环引风机静叶（或动叶）扰动试验、送风机动叶扰动试验以及增压风机动叶扰动试验，试验数据及趋势图如图4至图8所示，图4是本发明实施例的370丽增压风机动叶5%开度扰动试验数据及趋势图，图5是本发明实施例的370MW引风机静叶5%开度扰动试验数据及趋势图，图 6是本发明实施例的530MW增压风机动叶5%开度扰动试验数据及趋势图，图7是本发明实施例的530MW下引风机静叶8 %开度扰动试验数据及趋势图，图8是本发明实施例的送风量扰动对增压风机入口压力特性试验数据及趋势图。图4至图8中的横坐标均为时间，各曲线的纵坐标均有其对应的量纲，例如，动叶开度的量纲为％，炉膛压力的量纲为Kpa，风量的量纲为t/h等。图8中总风量测量值和总风量设定值的曲线几乎重合，炉膛负压测量值和炉膛负压设定值的趋势也基本相同。
[0108] 将上述DCS实际试验数据导入到MATLAB中进行最小二乘拟合获取动态模型，该动态模型适用于静态和动态不同的工况。
[0109] 在高负荷530丽状况下，引风机静叶（或动叶）开度、送风机动叶开度、增压风机动叶开度对炉膛负压的动态特性为：
[0110]
(6)
[0111] 引风机静叶（或动叶）开度、送风机动叶开度、增压风机动叶开度对对增压风机入口压力的动态特性为：
[0112]
(7)
[0113] 在低负荷370丽时，引风机静叶（或动叶）开度、送风机动叶开度、增压风机动叶开度对炉膛负压的动态特性为：
[0114]
(8)
[0115] 引风机静叶（或动叶）开度、送风机动叶开度、增压风机动叶开度对对增压风机入口压力的动态特性为：
[0116]
(9)
[0117] 将获取后的动态模型与机组实际扰动试验中的真实数据进行仿真比对，仿真模型输出的数据和实际数据拟合度达到98. 2%，从而验证了模型的准确性。
[0118] 按照前述式（3)至（5)设计前馈控制器为：
[0119] (10)
[0120] Ul)
[0121] (12)
[0122] 将上述所有模型、PID参数、前馈模型参数在MATLAB的simulink中进行仿真，图 9是本发明实施例的风烟系统仿真的部分截图，其中，包含脱硫或引风机对炉膛负压或增压入口压力的动态特性，例如脱硫对负压动态特性1、引风对增压入口动态特性2等，该仿真截图是本领域技术人员结合本申请的公开以及现有技术的记载能够理解的，此处不做详细介绍。根据仿真结果按照实际风烟系统的衰减率、准确性等要求进一步对参数进行优化，将优化后的参数在DCS中进行设置，并进行如下实际定值扰动试验：
[0123] 1)分别在300-400MW，500-600MW负荷段，引风机静叶投入自动，送风机动叶自动状态，增压风机动叶手动状态，进行炉膛负压定值变化200Pa扰动试验，根据趋势微调参数。
[0124] 2)分别在300-400MW，500-600MW负荷段，增压风机动叶投入自动，引风静叶手动状态，进行增压风机入口压力定值变化200Pa扰动试验，根据趋势微调参数。
[0125] 3)分别在300-400MW，500-600MW负荷段，增压风机动叶投入自动，引风静叶自动状态，送风机动叶自动状态，增压风机入口压力和引风机压力定值分别变化200Pa，根据趋势微调参数。
[0126] 4)分别在300-400MW，500-600MW负荷段，增压风机动叶投入自动，引风静叶自动状态，送风机动叶自动状态、进行总风量定值扰动250t/h试验，根据趋势微调参数。
[0127] 通过上述优化和试验要解决该电厂热工控制系统存在的问题，自动控制系统的扰动试验和负荷变动试验按照DL/T 657-2006《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》要求的试验方法和记录进行功能试验，图10是本发明实施例的炉膛负压设定值扰动试验数据及趋势图，图11是本发明实施例的大负荷扰动下（负荷从100% Pe快速下降到50% Pe工况）风烟系统自动控制性能测试图，上述实际试验参数的验收指标高于行业标准《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》中相关条款的规定。图10至图11中的横坐标均为时间，各曲线的纵坐标均有其对应的量纲，例如，动叶开度的量纲为％，炉膛压力的量纲为Kpa，风量的量纲为t/h等。
[0128] 总体而言，对风烟系统自动控制的整体优化，本发明的方案舍弃了传统的经验法和试凑法，而是通过搭建脱硫旁路封堵后送风机、引风机、增压风机整体大风烟系统的模型，对比现场数据进行拟合，在验证模型有效性后寻求最优控制方案和控制参数，进行仿真测试。将优化后的控制策略和参数在DCS中进行实现，并通过不同工况下大量的大幅定值扰动试验再次验证控制效果的可靠性和稳定性，并根据试验调整参数，使其能满足机组稳态和动态变负荷工况的需要。由于风烟系统RB试验中，对于快速变化的风烟系统而言，从 RB触发信号发生到炉膛负压到达峰值的时间一般在15-20秒内，靠人为的控制几乎不能实现，因此RB试验的成功率很大程度也取决于风烟系统整体的自动控制的精度、准确度和快速性。在成功搭建风烟系统整体模型并经现场数据验证模型有效的基础上，可进一步将上述模型运用在RB结果预测中，以期对RB过程的参数进行分析并对试验风险和结果进行预估，以期有针对性的优化方案，并确保试验的成功。
[0129] 图12是本发明实施例的MATLAB仿真模拟的送引RB试验图，图13是本发明实施例的机组实际送引RB试验数据及趋势图，通过图12、图13及RB试验数据分析可以看出，模型仿真图中重要参数如炉膛负压和增压风机入口压力的变化趋势和实际几乎一致，而且通过模型仿真预测RB中炉膛负压最低为-1260Pa，实际RB试验中炉膛负压最低为-1396Pa，误差率在7. 6%。仿真预测RB中增压风机入口压力最低为-1754Pa，实际RB试验中增压风机入口压力最低为-1790Pa，仿真误差在2. O %左右；仿真的炉膛负压最低值出现时间在自 RB触发后19s，实际试验中炉膛负压最低值出现时间在自RB触发后14s，建模仿真优化和预测对提高机组控制效果具有极强的现实指导性。图12中的横坐标为仿真时间，图13中的横坐标为试验时间，图13所示的时间段为19点45分44秒至19点47分23秒，每个刻度为20秒。图12至图13中各曲线的纵坐标均有其对应的量纲，例如，动叶开度的量纲为％，炉膛压力的量纲为Kpa，风量的量纲为t/h等。
[0130] 综上所述，本发明实施例根据风烟系统特性，结合工程建模和解耦算法提出一种新型的送风机、引风机、增压风机的解耦控制方法及装置。开展现场试验获取数据，对旁路封堵后的风烟系统进行建模。基于新的送引增结构风烟系统的整体动态特性选择控制策略，从本质上消除了三大风机之间的耦合，从而获得更可靠、更精确的控制效果。
[0131] 该风机解耦控制方法及装置，具有以下优点：
[0132] 1、解耦设计规范化，从解析风烟系统本身特性建模出发，改变由人为经验试凑的思路和方法，获取关键因素合理设计前馈控制器结构和参数，使控制方案和参数完全符合机组特性，控制结果稳定。
[0133] 2、工作方式流程化，从建模、设计控制器、仿真优化参数、实际DCS应用、现场试验验证一整套流程支撑对风烟系统控制性能的可靠性。
[0134] 3、大大缩短工期，更安全，控制效果明显，电厂安全性和经济性大幅提高。
[0135] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0136] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA)，现场可编程门阵列（FPGA)等。
[0137] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0138] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。<

文档序号 : 【 9196557 】

技术研发人员：康静秋,李卫华,杨振勇,解明
技术所有人：华北电力科学研究院有限责任公司,国家电网公司

备注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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