300MW直接空冷机组协调控制系统及AGC响应特性的分析

对国投晋城热电300 MW燃煤机组直接能量平衡(DEB)协调控制系统以及自动发电控制(AGC)的响应特性进行了分析,并且在对控制对象动态特性分析的基础上进行了调节参数的试验整定,指出采用负荷指令、DEB-TFF的微分以及主蒸汽压力偏差作为协调控制系统的前馈信号,可提高机组对外界负荷的适应性。试验结果表明:DEB控制方式达到了协调控制系统快速性和稳定性的要求,有效提高了机组对外界负荷需求的响应。     

循环流化床机组一次调频功能的优化

1 循环流化床机组协调控制系统国华宁东电厂一期2×330 MW机组配置循环流化床(CFB)锅炉,机组控制系统采用杭州和利时有限公司生产的MACSV DCS,为DCS、数字式电液控制系统(DEH)一体化设计,协调控制系统采用直接能力平衡(DEB)协调控制方式,在协调控制策略中采用了机组能量平衡的自解耦控制,从而自动补偿机组滑压变负荷中锅炉蓄热、负荷斜坡变化调节器的静差,其主要包括指令运算回路、锅炉主控、汽轮机主控、负荷和压力设定、协调方式切换、一次调频等,主要信号有机组负荷、调节级压力p1、主蒸汽压力PT和汽包压力Pb,协调控制调节器输出锅炉燃料量和汽轮机调节阀开度指令.     

优化协调控制系统提高机组AGC响应速率

对火力发电厂自动发电控制系统(AGC)的结构和机理进行了简单分析,根据大唐黄岛电厂三期2台超临界机组的AGC的投运情况和控制对象的特点,提出了对协调控制系统进行优化改进,分别从改变燃料量负荷前馈、预加减燃料克服主蒸汽压力惯性、增加机组对煤质变化的适应能力、对汽轮机调门特性流量曲线整定等几个方面进行优化处理,优化后机组对AGC指令的响应速率有了显著的提高.     

单元机组负荷控制系统的锅炉智能复合前馈控制器设计

针对火电单元机组锅炉对象的大迟延和大惯性的特点，在分析了常规锅炉前馈控制系统的基础上，基于动静能量分离的思想，构造了锅炉侧智能复合模糊前馈控制器，应用于火电单元机组协调控制系统中。仿真研究及实际控制效果表明，在提高机组的负荷响应和抗干扰能力的同时，使动态超调大为减小。有利于单元机组运行的安全性、经济性和稳定性。     

660MW机组协调控制策略优化

针对大唐马鞍山当涂发电有限公司一期超临界2×660 MW机组控制系统存在的主蒸汽压力波动大、对煤质频繁变化适应性差、负荷响应慢等问题,对机组协调控制系统的负荷指令与压力设定、锅炉主控、汽轮机主控、一次调频、给水、燃料等控制回路进行了优化。控制系统优化后,机组稳态下负荷偏差减小,在变负荷过程中主蒸汽压力波动较小,在稳定负荷下主蒸汽压力与设定值偏差较小,控制品质显著提高。     

基于预给煤动态模型的直接指令平衡系统在火电厂协调控制中的应用

配置直吹式制粉系统的大容量火电机组存在如下问题:制粉系统迟延长、锅炉热惯性大;在自动发电控制(AGC)调节中负荷响应迟缓,动态跟随性差;滑压运行时汽压调节偏差大,系统可控性差。基于预给煤动态模型的直接指令平衡系统,利用锅炉预给煤模型和汽轮机前馈模型对机组负荷控制的动态调节分量与偏差修正分量实施解耦,利用汽压设定值模型与滑压段附加锅炉指令模型对滑压段汽压的动态调节过程进行解耦,对负荷与汽压调节进行分时调度。利用机组对象特性的特征参数,根据指令模型结构进行工程整定,直接指令平衡系统在浙江省内得到应用,提高了机组负荷跟随性能与动态调节精度。     

间接能量平衡协调控制系统前馈控制策略的优化

对于非线性较强的主蒸汽压力和机组负荷,单纯采用机炉主控制系统的间接能量平衡(IEB)协调控制策略,难以在机组变负荷工况下取得较好的控制品质。对此,基于传统的IEB协调控制系统和汽包锅炉动态模型,设计了适应于单元机组特性的前馈控制策略,并分析了该前馈控制的特点,给出了控制参数的在线整定方法。该方法在机组的负荷响应试验过程中,使主蒸汽压力最大动态偏差<0.35MPa,表明优化后的IEB协调控制系统具有较好的动态调节品质。     

间接能量平衡协调控制系统前馈控制策略的优化

对于非线性较强的主蒸汽压力和机组负荷,单纯采用机炉主控制系统的间接能量平衡(IEB)协调控制策略,难以在机组变负荷工况下取得较好的控制品质.对此,基于传统的IEB协调控制系统和汽包锅炉动态模型,设计了适应于单元机组特性的前馈控制策略,并分析了该前馈控制的特点,给出了控制参数的在线整定方法.该方法在机组的负荷响应试验过程中,使主蒸汽压力最大动态偏差＜0.35 MPa,表明优化后的IEB协调控制系统具有较好的动态调节品质.     

基于ARMA模型的燃煤机组主蒸汽压力控制策略

燃煤机组的锅炉侧参数普遍具有大延迟、大惯性的特性,影响主蒸汽压力的控制品质。为此,本文将主蒸汽压力信号的ARMA时序预测应用于主蒸汽压力控制,将主蒸汽压力实测值及其设定值作为锅炉主控PID输入,经计算输出机炉协调方式锅炉主控指令,用以调节机组燃料量,控制策略将主蒸汽压力实测值引入ARMA预测模型,通过当前目标负荷及变负荷速率共同确定适用模型参数。将该控制策略用于APROS仿真平台及实际600 MW燃煤机组锅炉主控中,仿真结果表明该控制策略在一定程度上缓解了控制调节大延迟大惯性的影响,实际运行结果表明主蒸汽压力的控制品质有所提升。     

国产燃煤直流单元机组的协调控制

本文所介绍的协调自动控制系统是以扰动量为粗调(前馈),以被调量为细调(反馈),即所谓前馈—反馈自动调节系统。根据直流锅炉的结构和运行上的特点,为了使机组能尽快地适应负荷变化的需要,能维持主蒸汽压力和温度在额定范围,又能安全经济运行,不仅燃烧率和给水要协调控制,而且锅炉、汽机和发电机也要协调动作。按直接能量平衡协调控制风、煤、水与外界负荷之间随时保持适当的比例。根据功率偏差,主蒸汽压力偏差和频率偏差信号控制主蒸汽调节门,与外界负荷保持适当的比例。调节与扰动几乎是同时进行的,这样被调量出现的偏差较小,再用被调量的偏差进一步校正。这种协调自控系统充分利用锅炉蓄热及时消除扰动,又能维持被调参数为额定值,动态偏差很小。     

应用于机炉协调控制的能量平衡与主汽压力调节相结合的控制策略

对锅炉、汽轮机的动态特性及直接能量平衡(DEB)控制策略、能量平衡信号和主汽压调节进行了分析研究，设计了有效实用的机炉协调控制系统，并在实际工程中应用。该系统不仅改善了机炉被调量的调节品质，提高了协调控制系统适应负荷变动的能力，而且减少了现场调试的工作量。     

W型火焰燃煤锅炉主蒸汽压力调节系统设计与调试

从机炉协调控制的角度出发,以一个实际的工程为例,分析了电功率的变化和汽轮机调门扰动对主汽压控制系统的影响,介绍了ＤＥＢ直接能量平衡控制系统的实际应用。实践表明,深刻理解单元机组汽压被控对象的动态特性,对单元机组协调控制系统的设计和分析是十分有益的。     

基于辐射能信号的机组负荷及燃烧控制优化

针对锅炉燃烧控制对象的大滞后特性,提出基于辐射能信号的燃烧控制系统优化方案.该方案利用红外辐射能信号快速反应炉内热量的特点,将其作为提前反馈量,接入DCS锅炉主控模块中,克服燃料侧干扰引起的锅炉主蒸汽压力及流量的波动,保证汽机运行的稳定性.通过闭环控制实施对燃烧的优化,能够提高机组的负荷响应能力.     

大型火电机组自动发电控制优化控制策略的研究

针对单元机组锅炉汽压被控对象大惯性、大滞后的特点,将状态变量控制技术和相位补偿技术应用于基于直接能量平衡的蒸汽压力控制策略中,补偿汽压被控对象的惯性和滞后,提高协调控制系统的快速性和负荷适应能力。在此基础上,进一步采取多项措施提高机组的控制特性。仿真试验结果表明该控制方法是有效的。     

火电厂不同运行方式的比较与选优

在介绍分散控制系统(DCS)及其重要子系统--协调控制系统(CCS)结构、功能的基础上,对CCS在火电厂中不同运行方式进行了比较.基础控制方式(BM方式)是指协调主控的运行方式.适用于机组调试和启停阶段或机、炉控制系统无法自动时;锅炉控制跟随方式(BF方式)是指由汽轮机调节机组输出功率、锅炉调节主汽压力;汽轮机跟随方式(TF方式)是指锅炉调节机组输出功率,汽机调节主汽压力;协调控制方式(CC方式)是对汽包蓄能的合理利用和补偿;直接能量平衡控制方式(DEB方式)是指负荷由汽轮机侧控制,使机组负荷响应快.给出了各种方式控制图,提出现代化火电厂较为经济的运行方式是机炉协调控制方式和直接能量平衡的控制方式.     

滑压运行汽包炉机组AGC控制策略研究

锅炉掺烧褐煤显著降低了AGC方式下滑压运行机组负荷响应速度及控制稳定裕度,为了提高机组AGC负荷响应速度和控制精度,在传统控制策略基础上提出了掺烧褐煤机组滑压运行的新型控制策略,基本思想是负荷指令与主汽压力指令分时控制,错峰调节,主汽压力定值动态自适应锅炉运行状态,采用高速负荷指令前馈代替实际负荷指令前馈,动态超前控制改善锅炉的动态特性。新型控制略策在充分利用锅炉蓄热来满足电网负荷需求的前提下,有效地解决了掺烧褐煤直吹式机组滑压运行方式下锅炉参数摆动大的问题,经过长期试验与调试,新型控制策略在铁岭电厂4台机组得到了成功应用。     

火电机组中部分信号的时序预测研究

火电机组在升降负荷过程中,受设备性能所限,锅炉主要控制参数存在大延迟、大惯性等特点,难以平衡机组负荷快速响应与主蒸汽压力稳定控制之间的矛盾。提出一种自回归滑动平均(autoregressive movingaverage,ARMA)模型与粒子滤波算法相结合的综合法用于火电机组中部分信号的时序预测,旨在对锅炉侧的主蒸汽压力等信号进行超前预测,一定程度上解决锅炉侧主要参数控制迟延。该方法首先结合历史数据进行ARMA模型建模,通过粒子滤波算法对模型参数进行校正,最后利用经校正的模型计算得出信号时序预测值。利用该方法对某机组的主蒸汽压力、锅炉总煤量、主蒸汽压力设定值数据在Matlab平台进行预测仿真,结果表明,本方法在预测精度方面较ARMA模型有明显的提升。     

简化的330MW机组非线性动态模型

该文采用机理分析和数据拟合的方法，建立330MW机组滑压运行下大负荷变化范围内的模型。该模型的主要特点是：将水冷壁换热过程归入制粉动态，将锅炉汽包蓄热及过热器蓄热做为一体考虑，在能够反映机组主要动态的前提下降低了模型的阶次；指出机组制粉动态惯性时间和锅炉蓄热系数是随机组负荷和压力变化的，并根据现场数据和机理分析分别给出其变化趋势；考虑到蒸汽在过热器管道内是吸热膨胀的过程并且有减温水的喷入，对过热器差压模型进行了修正，以锅炉吸热量代替主蒸汽流量建立模型。模型使用机组55％～100％负荷时的静态工作点数据确定静态参数，通过汽轮机调门扰动和燃料扰动实验确定动态参数，经过机组运行数据验证，该模型具有较好的复现性，可用于控制系统的设计和控制算法的性能评价。     

太阳能辅助燃煤发电系统变工况动态特性分析

针对某600 MW亚临界机组太阳能辅助燃煤发电系统,选择夏至日全天100%THA、75%THA、50%THA3个运行工况,使用TRNSYS瞬态模拟软件,在太阳辐射日变化的条件下,对接入太阳能辅助燃煤发电系统后机组运行的动态特性进行了模拟。结果显示,不同工况下太阳能辅助燃煤发电系统的运行受到太阳能辐照波动的影响,变工况下的系统主要参数变化与流量变化密切相关,太阳能系统运行时锅炉主蒸汽温度升高,烟温降低,压力降低,负荷越低光电转化效率越低。在变工况过程中太阳能接入锅炉会造成主汽温度的升高,必须采取动态喷水减温措施控制主蒸汽温度,维持太阳能侧和锅炉侧的换热平衡。