超临界或超超临界发电机组变负荷超调控制方法

摘要

本发明涉及一种超临界或超超临界发电机组变负荷超调控制方法，该方法将给水和煤量超调分开进行，并根据变负荷前机组的状态智能化地产生不同的超调量，所述的控制方法具体包括以下步骤：1)将负荷指令与实际负荷偏差进行比较，判断其偏差是否大于第一定值，若为是触发给水超调，超调量采用分级控制；2)将实际中间点焓值与焓值设定值进行比较，判断其偏差是否大于第二定值，若为是，触发煤量超调，超调量采用分级控制。与现有技术相比，本发明根据变负荷前机组的状态智能化的产生不同的超调量，更好地实现在汽轮机高压调门滑压运行下的负荷和汽温控制等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及超临界或超超临界发电机组的自动控制领域，尤其是涉及一种超 临界或超超临界发电机组变负荷超调控制方法。

背景技术

超临界或超超临界火力发电机组的数量日益增多，逐渐成为国内电网的主力机 组。机组的协调控制方式大都采用基于CBF(锅炉跟踪)或基于CTF(汽机跟踪) 的方式，在CBF方式下锅炉控汽压，汽机控负荷；而在CTF方式下，锅炉控负荷， 汽机控汽压。由于电网调度对火电机组AGC控制要求越来越高，机组主要采用以 CBF为主的控制方式，以加快负荷响应，提高负荷控制精度。但这种方式需要汽 机调门处于节流状态(单阀调节时，所有调门都要节流；顺序阀调节时，某一个调 门存在节流)，牺牲机组运行经济性来满足AGC控制要求。为此部分机组采用了 汽机调门全开滑压运行的方式，在变负荷中不直接参与负荷调节或者汽压控制，只 由锅炉来响应负荷指令的变化。由于锅炉的热惯性比较大，如果不采用先进的控制 方式，则无法满足电网调度对机组AGC变负荷性能的要求。在变负荷过程中，为 了充分利用或释放机组的蓄热，需要锅炉燃烧率指令超调控制，即加负荷时在相同 比例的煤水指令增加外，需要额定增加超调量，在变负荷结束超调复位；相反在减 负荷过程中，在相同比例的煤水指令减小外，还额外多减一点，在变负荷结束后超 调复位。常规的超调方式是跟随负荷指令的变化同步增加或减少相对应的煤水量， 在汽机调门不参与调节的情况下，无法有效提高机组的负荷响应能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超临界或超 超临界发电机组变负荷超调控制方法，给水和煤量超调分开进行，根据变负荷前机 组的状态智能化的产生不同的超调量，更好地实现在汽轮机高压调门滑压运行下的 负荷和汽温控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种超临界或超超临界发电机组变负荷超调控制方法，其特征在于，该方法将 给水和煤量超调分开进行，并根据变负荷前机组的状态智能化地产生不同的超调 量，所述的控制方法具体包括以下步骤：

1)将负荷指令与实际负荷进行比较，判断其偏差是否大于第一定值，若为是 触发给水超调，超调量采用分级控制；

2)将实际中间点焓值与焓值设定值进行比较，判断其偏差是否大于第二定值， 若为是，触发煤量超调，超调量采用分级控制。

所述的步骤1)具体为：

11)将负荷指令与实际负荷进行比较，判断其偏差是否大于第一定值，若为是， 执行步骤12)，否则继续执行步骤11)；

12)判断该偏差是否为正数，若为是，执行步骤13)，否则执行步骤14)；

13)触发第一次正向给水超调，若偏差继续加大，触发第二次正向给水超调， 直至偏差减少，当偏差减小后，进行超调逐步复位；

14)触发第一次负向给水超调，若偏差继续减小，触发第二次负向给水超调， 直至偏差增加，当偏差增加后，进行超调逐步复位。

所述的给水超调与超调复位采用不同的速率。

所述的步骤2)具体为：

21)将实际中间点焓值与焓值设定值进行比较，判断其偏差是否大于第二定值， 若为是，执行步骤22)，否则继续执行步骤21)；

22)判断该偏差是否为正数，若为是，执行步骤23)，否则执行步骤24)；

23)触发第一次负向煤量超调，若偏差继续加大，触发第二次负向煤量超调， 直至偏差减少，当偏差减小后，进行超调逐步复位；

24)触发第一次正向煤量超调，若偏差继续减小，触发第二次正向煤量超调， 直至偏差增加，当偏差增加后，进行超调逐步复位。

所述的煤量超调与超调复位采用不同的速率。

所述的实际中间点焓值为汽水分离器出口焓值。

与现有技术相比，本发明采用上述超调技术后，即使在汽轮机调门全开不参 与负荷调节的情况下，机组实际负荷也能基本跟随AGC负荷指令的变化而变化， 达到电网调度对AGC变负荷性能的考核要求，在实现机组经济运行的同时也能满 足电网对机组变负荷的性能要求。

附图说明

图1为本发明加负荷给水正向超调示意图；

图2为本发明焓值偏高煤量负向超调示意图；

图3为给水煤量超调引入位置示意图；

图4为本发明超调下机组AGC指令、负荷指令和实际负荷的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

为了减少汽轮机高压调门的节流损失，提高机组运行经济性，采用了汽轮机高 压调门全开滑压运行的方式，在变负荷过程中调门不再参与负荷调节或汽压控制， 从而影响机组变负荷性能。常规的超调方式是跟随负荷指令的变化同步增加或减少 相对应的煤水量，在汽机调门不参与调节的情况下，无法有效提高机组的负荷响应 能力。为此，本发明提供了一种新的变负荷超调控制方式，来弥补由于调门全开后 负荷变化能力的下降。

超临界或超超临界机组当进入直流状态后，蒸发量等于给水流量，变负荷时虽 然汽机调门全开无法通过调门来改变蒸发量，但可以通过改变给水流量来引起蒸发 量变化，从而达到快速变化机组负荷的效果。故本发明设计了一种新的超调方法： 即当负荷指令和实际负荷偏差大于一定值时，触发给水超调，超调量采用分级控制， 且和负荷偏差有关。当负荷指令大于实际负荷时，需要加负荷，触发给水超调增加 一定量的给水，从而相应增加蒸发量，使得机组负荷增加，当负荷偏差减小时，超 调量逐步复位；当负荷指令小于实际负荷时，需要减负荷，触发给水负超调减少一 定量的给水，从而相应减少蒸发量，使得机组负荷减少，当负荷偏差减少时，超调 量逐步复位。

煤量的超调不是简单按照负荷指令或负荷偏差，而是采用代表煤水比关系和锅 炉蓄热量变化的中间点焓值(汽水分离器出口焓值)，根据焓值的变化趋势和与设 定值的偏差大小来触发，这样可以智能化的根据变负荷前锅炉的蓄热情况，来合理 补充或释放蓄热。当中间点焓值上升且高于设定值时，触发减煤量超调，超调量采 用分级处理，焓值回落后超调复位；当中间点焓值下降且低于设定值时，触发加煤 量超调，焓值上升后超调复位。

采用这样的超调方式后，即使在汽轮机调门全开不参与负荷调节的情况下，机 组实际负荷也能基本跟随AGC负荷指令的变化而变化，达到电网调度对AGC变 负荷性能的考核要求，在实现机组经济运行的同时也能满足电网对机组变负荷的性 能要求。

在机组DCS控制系统中进行逻辑组态，实现上述控制功能，具体实施方案见 图1-3，实施效果见某次AGC测试负荷变化曲线(图4)

图1表示加负荷时的给水超调量。当负荷指令高于实际负荷一定值后，触发一 定量的正向给水超调，当该偏差减少后，超调量回复，超调触发和回复采用不同的 速率。超调采用分级处理，即当负荷偏差继续加大时，在原先超调上再次触发新的 超调，偏差有所减小后第二次的超调复位。减负荷时的给水超调类似，只是变成负 向超调降低给水量，最终合成负荷指令变化时的给水超调。

图2表示焓值偏高时的燃煤超调量。当实际焓值高于焓值设定值一定值后，触 发一定量的负向煤量超调，即减少一定量的燃煤，当焓值偏差减少后，超调量回复， 超调触发和回复采用不同的速率。超调采用分级处理，即当焓值偏差继续加大时， 在原先超调上再次触发新的超调，偏差有所减少后第二次的超调复位。焓值偏低时 的煤量超调类似，只是变成正向超调增加燃煤量，最终合成焓值变化时的煤量超调。

图3表示给水、煤量超调引入位置。由机组负荷指令生成锅炉主控指令，再分 别经锅炉主控一给水函数和锅炉主控一煤量函数生成给水、煤量的主指令，分别叠 加超调形成最终的给水和煤量指令。

图4表示在这种超调方式下，机组AGC变负荷曲线，分析曲线可知，在汽机 高压调门全开滑压运行的情况下，机组实际负荷能跟随AGC指令变化，速率达到 电网调度要求的每分钟1.5％额定负荷。