配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，所述方法包括以下步驟：獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值；在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值計算跟隨系數(shù)；根據(jù)所述跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值。本發(fā)明專利技術(shù)的配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，可以為以下層控制系統(tǒng)的設(shè)定值為優(yōu)化變量的上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)，作為上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的執(zhí)行級。本發(fā)明專利技術(shù)所提出的下層控制系統(tǒng)對目前控制系統(tǒng)的修改小，不需要增加新的工藝設(shè)備或改變工藝流程即能提高電站鍋爐效率以及降低污染物排放，易于在各種DCS中實施。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)以及一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。
技術(shù)介紹
“節(jié)能減排”是我國目前發(fā)展的基本要求，其中，發(fā)電廠是“節(jié)能減排”的重點領(lǐng)域。燃燒優(yōu)化是目前提高電站鍋爐效率以及降低污染物排放的重要手段，逐漸在發(fā)電廠中得到應(yīng)用。電站鍋爐燃燒優(yōu)化屬于穩(wěn)態(tài)優(yōu)化范疇，在鍋爐穩(wěn)定運行工況下，以各下層控制系統(tǒng)的設(shè)定值為優(yōu)化值，通過優(yōu)化協(xié)調(diào)下層控制系統(tǒng)實現(xiàn)燃燒的在線優(yōu)化調(diào)整。為了實現(xiàn)鍋爐的燃燒優(yōu)化，需要下層控制系統(tǒng)與之配合才能發(fā)揮燃燒優(yōu)化的效能。然而，傳統(tǒng)燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)整都沒有考慮燃燒優(yōu)化問題，故目前的燃燒控制系統(tǒng)無法直接在燃燒優(yōu)化體系下工作。因此，如何對下層控制系統(tǒng)進(jìn)行修改以適應(yīng)燃燒優(yōu)化，從而提高電站鍋爐效率以及降低污染物排放，成為亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種，能夠提高電站鍋爐效率以及降低污染物排放。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案:一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值；在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值計算跟隨系數(shù)；根據(jù)所述跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值。一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)，包括:最優(yōu)設(shè)定值獲取模塊，用于獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值；跟隨系數(shù)計算模塊，用于在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值計算跟隨系數(shù)；跟蹤模塊，用于根據(jù)所述跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值。從以上方案可以看出，本專利技術(shù)的，接收上層燃燒穩(wěn)態(tài)優(yōu)化輸出的最優(yōu)設(shè)定值，在穩(wěn)態(tài)下實現(xiàn)下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值自動跟隨最優(yōu)設(shè)定值，從而實現(xiàn)優(yōu)化燃燒。本專利技術(shù)可以為以下層控制系統(tǒng)的設(shè)定值為優(yōu)化變量的上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)，作為上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的執(zhí)行級。本專利技術(shù)所提出的下層控制系統(tǒng)對目前控制系統(tǒng)的修改小，不需要增加新的工藝設(shè)備或改變工藝流程即能提高電站鍋爐效率以及降低污染物排放，易于在各種DCS中實施。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例中一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法流程示意圖；圖2為實施例中某600麗機組煤主控系統(tǒng)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實施例中一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為燃燒優(yōu)化切除信號的運算邏輯示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖以及具體的實施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。參見圖1所示，一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:步驟S101，獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值S_。由于燃燒優(yōu)化是穩(wěn)態(tài)優(yōu)化，故穩(wěn)態(tài)工況下上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)會周期性地將最優(yōu)設(shè)定值通過MODBUS協(xié)議寫入DCS (Distributed Control Systems,分散控制系統(tǒng))中。步驟S102，在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值Sy計算跟隨系數(shù)k，然后進(jìn)入步驟S103。作為一個較好的實施例，所述計算跟隨系數(shù)的過程具體可以包括如下:采用PID (Proportional-1ntegral-Derivative,比例-積分-微分)中的積分運算算法來計算得出所述跟隨系數(shù)。PID的積分時間設(shè)置較大，且可以通過對積分時間的設(shè)置調(diào)整實際設(shè)定值跟隨最優(yōu)設(shè)定值的速度。步驟S103，根據(jù)所述跟`隨系數(shù)k自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值Sy在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值Stjpt。作為一個較好的實施例，上述根據(jù)跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值的過程具體可以包括如下:將所述跟隨系數(shù)k與原控制系統(tǒng)設(shè)定值S。(該S。可手動設(shè)定或由相關(guān)運算邏輯運算獲得)作乘法運算，實現(xiàn)所述實際設(shè)定值對所述最優(yōu)設(shè)定值的跟蹤。即Sy=kXS。 (I)而k-1(Sopr-S})dt(2)根據(jù)積分特性,積分器輸出穩(wěn)定時其輸入端的綜合信號為0,即Sy=Stjpt。若Sy〈S_,積分器正向積分，跟隨系數(shù)k變大，Sy也變大，直至Sy=Stjpt ;反之，若Sy>S_，積分器反向積分，跟隨系數(shù)k減小，Sy也減小，直到Sy=St^另外，本專利技術(shù)實施例中在動態(tài)過程或上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，能夠自動切除燃燒優(yōu)化功能，控制系統(tǒng)切換回常規(guī)控制模式，以保證動態(tài)過程中被控參數(shù)的控制品質(zhì)以及控制系統(tǒng)的安全性。因此，作為一個較好的實施例，在步驟S103實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值之后，還可以包括如下步驟:對機組負(fù)荷、機組負(fù)荷速率、燃料流量速率、主汽流量速率、給水流量速率進(jìn)行監(jiān)視；當(dāng)所述機組負(fù)荷低于預(yù)設(shè)的第一閾值、所述機組負(fù)荷速率高于預(yù)設(shè)的第二閾值、所述燃料流量速率高于預(yù)設(shè)的第三閾值、所述主汽流量速率高于預(yù)設(shè)的第四閾值或所述給水流量速率高于預(yù)設(shè)的第五閾值時，切除燃燒優(yōu)化功能，下層控制系統(tǒng)切換到常規(guī)控制模式。需要說明的是，上述第一閾值、第二閾值、第三閾值、第四閾值、第五閾值可以根據(jù)各對應(yīng)參數(shù)的特性做不同設(shè)置。作為一個較好的實施例，本專利技術(shù)還要求上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)周期性發(fā)送狀態(tài)指示脈沖信號給DCS，指示上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的運行狀態(tài)。DCS接收上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)所周期性發(fā)送的狀態(tài)指示脈沖信號，若DCS無法正常接收此脈沖信號時，表示上下層控制系統(tǒng)之間的通信線路出現(xiàn)問題或者上層優(yōu)化系統(tǒng)程序鎖死了，此時同樣需要下層控制系統(tǒng)切換到常規(guī)控制模式。下面結(jié)合某600MW機組煤主控系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。如圖2所示，右邊為簡化后的原控制系統(tǒng)，煤量主控PID的入口偏差等于經(jīng)過風(fēng)、燃料交差限制后的鍋爐主指令與經(jīng)過BTU校正后的總?cè)剂现睿敵鰹檫m合當(dāng)前煤質(zhì)的煤主控指令。在燃燒優(yōu)化模式下，上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)通過優(yōu)化計算輸出當(dāng)前所需的煤量設(shè)定值Stjpt (且考慮了煤質(zhì)波動問題)，通過積分運算獲得跟隨系數(shù)k，k再與原控制系統(tǒng)設(shè)定值S。作乘法運算；該過程確保了在穩(wěn)態(tài)工況下Sy跟蹤Stjpt(Sy=Stjpt),可以有效執(zhí)行燃燒優(yōu)化的結(jié)果。并且，在動態(tài)工況下或上層優(yōu)化系統(tǒng)出現(xiàn)問題(例如通信線路出現(xiàn)問題或上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)軟件鎖死)時，切除燃燒優(yōu)化功能，以常規(guī)控制系統(tǒng)控制鍋爐的動態(tài)過程。燃燒優(yōu)化模式下，煤主控PID跟蹤實際設(shè)定值Sy。如此一來，當(dāng)系統(tǒng)由優(yōu)化模式切換回常規(guī)模式時不會造成擾動。在常規(guī)模式下，PID跟蹤跟隨系數(shù)k，實現(xiàn)從常規(guī)模式到優(yōu)化模式的無擾切換。上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)已經(jīng)充分考慮了鍋爐各主要參數(shù)之間的協(xié)調(diào)和相互限制，故Sy指令輸出之前無須進(jìn)行額外的限制等處理。 與上述一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法相對應(yīng)的，本專利技術(shù)還提供一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)，如圖3所示，包括:最優(yōu)設(shè)定值獲取模塊101，用于獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值；跟隨系數(shù)計算模塊102，用于在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值計算跟隨系數(shù)；跟蹤模塊103，用于根據(jù)所述跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值。作為一個較好的實施例，所述跟隨系數(shù)計算模塊102中可以包括積分運算模塊，用于采用PID中的積分運算算法來計算得出所述跟隨系數(shù)。作為一個較好的實施例，所述跟蹤模塊103中可以包括乘法運算模塊，用于將所述跟隨系數(shù)與原控制系統(tǒng)設(shè)定值作乘法運算，實現(xiàn)所述實際設(shè)定值對所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種配合燃燒優(yōu)化的下層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：獲取上層燃燒優(yōu)化系統(tǒng)輸出的最優(yōu)設(shè)定值；在穩(wěn)態(tài)工況下，根據(jù)所述最優(yōu)設(shè)定值以及下層控制系統(tǒng)的實際設(shè)定值計算跟隨系數(shù)；根據(jù)所述跟隨系數(shù)自動修正實現(xiàn)所述實際設(shè)定值在穩(wěn)態(tài)工況下跟隨所述最優(yōu)設(shè)定值。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅嘉，張世榮，陳世和，張曦，
申請(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，武漢大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：