本發(fā)明屬于自動(dòng)控制，涉及一種燃機(jī)機(jī)組的控制方法，尤其涉及一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法及系統(tǒng)、介質(zhì)、設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在新能源電源比例不斷提升的新型電力系統(tǒng)中，燃?xì)廨喿鳛橹匾撵`活性資源，因電網(wǎng)agc頻繁波動(dòng)及燃?xì)廨啓C(jī)頻繁參與一次調(diào)頻，燃?xì)廨啓C(jī)功率波動(dòng)范圍大，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度和煙氣量的大范圍波動(dòng)。

2、排煙溫度和煙氣量是影響余熱鍋爐主蒸汽溫度的重要因素，燃?xì)廨啓C(jī)頻繁的負(fù)荷調(diào)整，對余熱鍋爐主蒸汽溫度產(chǎn)生很大影響。余熱鍋爐中，通過噴水減溫維持主蒸汽溫度，而減溫水到主蒸汽溫度的特性具有較大的遲延和慣性，常規(guī)控制方法難以保證主蒸汽溫度的控制性能。在電網(wǎng)agc頻繁波動(dòng)和燃?xì)廨啓C(jī)頻繁參與一次調(diào)頻情景下，如何快速的識別主蒸汽系統(tǒng)中的擾動(dòng)量，并快速抑制擾動(dòng)量，減少主蒸汽溫度的波動(dòng)幅度，對于燃?xì)廨啓C(jī)是非常有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法及系統(tǒng)、介質(zhì)、設(shè)備，是一種基于線性自抗擾控制算法的串級主蒸汽溫度控制方法，用以提升燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度控制性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，是由pid主控制器、線性自抗擾副控制器和主蒸汽溫度被控對象組成的串級控制方法；pid主控制器以主蒸汽溫度測量信號作為反饋信號，以主蒸汽溫度設(shè)定器模塊輸出信號作為設(shè)定值，依據(jù)pid控制規(guī)律計(jì)算主控制器輸出信號，并將主控制器輸出信號送至線性自抗擾副控制器；線性自抗擾副控制器以主控制器輸出信號為設(shè)定值，以導(dǎo)前溫度觀測信號、導(dǎo)前溫度變化率觀測信號為反饋信號，依據(jù)線性自抗擾控制規(guī)律計(jì)算副控制器輸出信號，并根據(jù)副控制器輸出信號控制噴水閥開度，以維持主蒸汽溫度。

4、控制方法采用串級控制結(jié)構(gòu)，主控制器采用pid控制器，維持主蒸汽溫度有效跟蹤設(shè)定值信號，副控制器采用線性自抗擾控制器，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)快速抑制。

5、為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

6、進(jìn)一步地，所述主控制器輸出信號的計(jì)算式為：

7、

8、式中，gm表示主控制器傳遞函數(shù)；s為拉普拉斯算子；um表示主控制器輸出信號；em表示主控制器輸入信號，主控制器輸入信號為設(shè)定值與反饋信號的偏差；δ為比例帶；ti為積分時(shí)間常數(shù)；td為微分時(shí)間常數(shù)；kd為微分增益。

9、進(jìn)一步地，所述線性自抗擾副控制器包括擴(kuò)張狀態(tài)觀測器、線性反饋器和增益器。

10、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器輸入信號包括噴水閥開度和導(dǎo)前溫度測量信號，輸出信號包括導(dǎo)前溫度觀測信號、導(dǎo)前溫度變化率觀測信號和總擾動(dòng)量觀測信號，擴(kuò)張狀態(tài)觀測器采用三階積分串聯(lián)結(jié)構(gòu)：

11、

12、式中，表示導(dǎo)前溫度觀測信號的導(dǎo)數(shù)；表示導(dǎo)前溫度變化率觀測信號的導(dǎo)數(shù)；表示總擾動(dòng)量觀測信號的導(dǎo)數(shù)；為導(dǎo)前溫度觀測信號；為導(dǎo)前溫度變化率觀測信號；為總擾動(dòng)量觀測信號；ωo為擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的截止頻率；θ2導(dǎo)前溫度測量信號；b為擴(kuò)張狀態(tài)觀測器增益系數(shù)；u為噴水閥開度。

13、進(jìn)一步地，所述線性反饋器將導(dǎo)前溫度觀測信號和導(dǎo)前溫度變化率觀測信號進(jìn)行線性組合：

14、

15、式中，ulfb為線性反饋器輸出信號；sp為線性自抗擾副控制器設(shè)定值；ωc為內(nèi)回路的截止頻率。

16、進(jìn)一步地，所述線性反饋器輸出信號作為增益器輸入信號，增益器輸出信號為：

17、

18、式中，ug為增益器輸出信號；b0為增益系數(shù)，根據(jù)導(dǎo)前區(qū)對象靜態(tài)增益選取。

19、進(jìn)一步地，根據(jù)所述增益器輸出信號和總擾動(dòng)量觀測信號計(jì)算副控制器輸出信號，形成噴水閥開度指令信號：

20、

21、式中，ularc為副控制器輸出信號。

22、本發(fā)明還提供一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制系統(tǒng)，其特征在于：用于執(zhí)行如上述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，包括pid主控制器和線性自抗擾副控制器；pid主控制器以主蒸汽溫度測量信號作為反饋信號，以主蒸汽溫度設(shè)定器模塊輸出作為設(shè)定值，依據(jù)pid控制規(guī)律計(jì)算主控制器輸出，并將主控制器輸出信號送至線性自抗擾副控制器；線性自抗擾副控制器以pid主控制器輸出信號為設(shè)定值，以導(dǎo)前溫度觀測信號、導(dǎo)前溫度變化率觀測信號為反饋信號，依據(jù)線性自抗擾控制規(guī)律計(jì)算副控制器輸出，并根據(jù)副控制器輸出控制噴水閥開度。

23、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法。

24、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法。

25、本發(fā)明的有益效果在于：

26、本發(fā)明提供的一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，是一種串級控制結(jié)構(gòu)。副回路的主要作用是及時(shí)抑制汽輪機(jī)排煙溫度、煙氣流量等因素對主蒸汽溫度的影響。副回路采用基于線性自抗擾技術(shù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由擴(kuò)張狀態(tài)觀測器及時(shí)發(fā)現(xiàn)主蒸汽溫度的擾動(dòng)因素，并在內(nèi)回路予以快速消除，能夠大幅度地減少擾動(dòng)因素對主蒸汽溫度的影響。主回路采用pid控制器，pid控制器根據(jù)主蒸汽溫度設(shè)定值與實(shí)際值(反饋信號)的偏差，對副回路設(shè)定值進(jìn)行微調(diào)，保證主蒸汽溫度在穩(wěn)態(tài)時(shí)與設(shè)定值相等。本發(fā)明可以很好地抑制排煙溫度、煙氣流量等因素對主蒸汽溫度的影響，減小主蒸汽溫度的波動(dòng)范圍，有效保證在電網(wǎng)agc頻繁波動(dòng)和燃?xì)廨啓C(jī)頻繁參與一次調(diào)頻情景下的余熱鍋爐主蒸汽溫度系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和安全性，提高余熱鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：是由pid主控制器、線性自抗擾副控制器和主蒸汽溫度被控對象組成的串級控制方法；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，其特征在于：

8.一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制系統(tǒng)，其特征在于：用于執(zhí)行如權(quán)利要求1～7所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法，包括pid主控制器和線性自抗擾副控制器；

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1～7所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于：包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～7所述的燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種燃機(jī)機(jī)組余熱鍋爐主蒸汽溫度的控制方法及系統(tǒng)、介質(zhì)、設(shè)備，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，方法是由PID主控制器、線性自抗擾副控制器和主蒸汽溫度被控對象組成的串級控制方法；PID主控制器以主蒸汽溫度測量信號作為反饋信號，以主蒸汽溫度設(shè)定器模塊輸出信號作為設(shè)定值，依據(jù)PID控制規(guī)律計(jì)算主控制器輸出信號，并將主控制器輸出信號送至線性自抗擾副控制器；線性自抗擾副控制器以主控制器輸出信號為設(shè)定值，以導(dǎo)前溫度觀測信號、導(dǎo)前溫度變化率觀測信號為反饋信號，依據(jù)線性自抗擾控制規(guī)律計(jì)算副控制器輸出信號，并根據(jù)副控制器輸出信號控制噴水閥開度。本發(fā)明可抑制排煙溫度、煙氣流量等因素對主蒸汽溫度的影響，減小其波動(dòng)范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：高愛民,肖新宇,殳建軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇方天電力技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/17