300MW机组协调控制系统的优化方案.doc

300MW机组协调控制系统的优化方案 2011年第5期SCIENCEamp;TECHN0LOGYⅡ0RMAT10N0电力与能源0科技信息 300MW机组协调控制系统的优化方案 毛晶洁周玉慧赵爱芳 (华能宁夏大坝发电有限责任公司宁夏青铜峡751007) 【摘要】本文简要介绍了宁夏大坝发电有限责任公司≠≠1机组协调控制系统存在的问题,同时对问题进行分析,详细的说明针对问题提 出优化的方案.并且总结出优化后的控制效果. I关键词】协调;预测控制;过积分饱和;优化 0引言其PID输出特性曲线如下图所示 随着大型火力发电厂的建设.国产机组为了满足AGC投入和电 网调峰.提高机组运行经济性.均进行了DCS系统改造,投入协调控 制,投人AGC.宁夏大坝发电有限责任公司#1机组DCS控制系统升 级改造为和利时公司的H0UJYSYSMACSV系统,逻辑设计了协调控 制系统的全部功能.CCS协调控制及各控制子系统经过一段时间投入 运行,总体运行情况良好,但存在煤质经常变化,当煤种,煤质的变化 时.热负荷与给煤量的关系,给煤量与送风量的函数关系都会发生变 化,如采用常规的PID方式来调节的话,一是调节过程比较长,二是还 可能发生单边阻塞现象,煤质变化时不能及时的进行自动修正,需运 行人员根据经验手动设定偏置进行校正.调节效果和品质不太理想. 1机组优化控制的目的 1.1在机组AGC负荷动态响应中提高燃料量控制,给水量控制,燃 煤风量控制,主汽温度控制的动态响应速度,改善其动态响应特性: 1.2提高燃料控制,给水控制,风量控制,主汽温度控制在机组负荷 响应中的稳定性,准确性,缩短调整周期,减少超调量,尽可能的克服 过积分饱和现象,提高其稳定性和控制精度. 1-3当燃烧的煤种,煤质发生变化时,能够连续的对控制指令自动进 行补偿,不断的对实际给煤量,送风量,给水量,减温水量进行修正. 1-4通过连续的滚动补偿校正,使机组运行在(相对)最佳运行工况, 逐步趋向于相对平衡状态,既:电负荷平衡(功差≤5MW);汽水系统 平衡(机前压差≤O.1MPa);烟风系统平衡(氧量偏差≤O.15%). 2主要优化控制策略简述 2.1在常规的协调控制方案中存在以下三个主要问题: 2.1.1常规的PID控制是被动式有差调节.因此动态响应特性比较 慢. 2.1.2在常规的PID控制中由于积分器的不确定性,以及积分器的过 饱和问题,以致造成超调量大,惯性大,速度慢,调节品质差,典型的阶 跃扰动下其PID输出特性曲线如下图所示: p 2.1.3由于在实际生产过程中,锅炉燃烧煤种,煤质的变化是经常发 生的,当煤种,煤质的变化时,热负荷与给煤量的关系,给煤量与送风 量的函数关系都会发生变化,如采用常规的PID方式来调节的话,一 是调节过程比较长,二是还可能发生单边阻塞现象,这个问题不仅在 并列机组中存在.在单元制机组中同样存在,这也是为什么在我国锅 炉燃烧调节效果不好的重要原因之一. 2.2针对常规问题提出了以下解决途径及主要控制策略简述: 2.2.1预测控制及滚动校正技术 采用预测控制+多级校正+PID微调的调节方式,较好的克服了积 分器的不确定性,以及积分器的过饱和问题,减小了动态调节过程中 的超调量.提高了其调节过程的快速性与稳定性.典型的阶跃扰动下 P 2.2.2非线性函数关系中的线性化处理技术 由于负荷与给煤量的关系是一个非线性关系,当煤种发生变化 时,其负荷与给煤量的关系;负荷与送风的关系随之发生变化,如何确 定煤种变化时其负荷与给煤量的关系,负荷与送风量的关系是非常关 键的问题,如何将非线性化函数关系进行线性化处理是我们处理问题 的关键. 我们采用的是在相对平衡状态下作切线的方法,找出在相对平衡 态下负荷与送风量的关系,然后连续的不断的对给煤量,送风量,给水 量进行修正的方法比较好解决了这个问题.提高了变负荷,变煤种工 况下的适应性,提高了其稳定性和控制精度. 2.2.3动态焓差快速校正技术 我们选定一级过热器入口热焓作为中间控制点,由于热焓的可监 测性及可控性要比单纯的采用压力或温度点更能反映热能场的变化, 采用动态焓差校正技术,极大的提高了被控变量的动态响应速度,从 而提高了其调节品质. 3协调控制系统优化方案的逻辑修改 对主控系统逻辑进行了修改,通过目标负荷与实际负荷的偏差对 主蒸汽压力指令进行修正补偿,提高负荷响应速度.将原负荷指令一煤 量函数对炉主控的前馈修改为动态校正后的煤量函数前馈.修改协调 方式炉主控PID根据目标负荷指令和实际负荷做变比例积分调节.修 改RB指令一给煤量函数为RB指令动态给煤量.修改燃料主控设定 值:增加氧量,汽包压力,焓差等参数对给煤量的动态校正. 对风量控制系统逻辑进行修改,修改了送风量指令,依据给煤量 和氧量进行动态校正后作为送风量