[发明专利]一种基于风机出力动态平衡的优化控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于风机出力动态平衡的优化控制系统及方法。

背景技术

随着发电机组容量的增大和参数的不断提高，机组的控制与运行管理变得越来越复杂和困难。为了减轻运行人员的劳动强度，保证机组的安全运行，要求实现更为先进，适用范围更宽，功能更为完备的自动控制系统，这就产生了全程自动控制系统。目前，火电机组的主要辅机，如一次风机、送风机、引风机等通常均采用双列配置，即两台并列同幅度调节运行，以调高整个机组运行的安全稳定性及可靠性，保证单台辅机跳机后不至于引发机组跳机。

在机组选型设计时，两台辅机是同厂同型号，但由于机组运行时具体工况有所差异，经常出现两台辅机的开度相同而出力不同，其中一个明显标志就是两台辅机的电流值不同。为了确保两台辅机出力平衡，在双辅机控制系统中均设置了平衡出力回路，即当两台辅机都投入自动运行时，在调节过程中，当两台辅机开度不一致时或出力不一致时，运行监控人员将开度偏差反向叠加到两台风机的调节指令上，即当一台辅机的出力减小时，增加这台辅机的调节指令，同时减小另一台风机开度指令值，最终使两台辅机实际出力相等。

常规火电机组双辅机运行控制逻辑图如图1所示。被控对象的测量值PV和被控对象的设定值SP经过减法模块DEV1求差值，差值送至PID1(比例-积分-微分)运算模块进行运算以实现调节控制，PID1模块的输出送至增益平衡模块Banlance中进行平衡运算，然后送至辅机A/B中进行实际控制；Banlance模块具有自平衡功能，即当辅机A/B一台“自动”(Auto)，一台“手动”(Man)时，“手动”侧辅机指令的变化值会自动通过Banlance在“自动”侧辅机指令上反向变化、幅值相等，这样能保证总的辅机出力不变，进而保证被控对象的控制稳定。机组正常运行时，两台辅机保持出力平衡运行，手操器模块M/A3的输出指令为0；当两台辅机出力不平衡，如某侧辅机的电流值高于另一侧辅机的电流值过多时，运行监控人员通过手操器模块M/A3人工将两台辅机的电流量调至基本一致，以实现两侧辅机出力一致。

这种运行模式下主要存在两大问题，一是运行监控人员需实时关注两台辅机的运行情况，并及时调整运行指令；二是运行监控人员手动调节偏差指令时，首先需要根据经验人为判断出调节偏差指令的大小，同时还需手动将指令输入值手操器中。因此，这种操作模式劳动强度大，控制精度低，同时还需要有相应运行经验，不能满足机组全程自动控制的需求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于风机出力动态平衡的优化控制系统及方法，本发明在两台辅机出力不平衡时，自动的对两台辅机的控制指令进行调节，保证两台辅机的出力平衡，有效确保被控对象的稳定运行，既能降低运行监控人员的劳动强度，又能防止由于调整不及时、不准确引发的各种事故，从源头上保障电网安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于风机出力动态平衡的优化控制系统，包括第一辅机、第二辅机、减法模块、PID运算模块、高低限幅模块和模拟量选择器模块，其中，减法模块将第一辅机和第二辅机的电流测量值进行求差，将运算值输入至函数设置模块进行函数设置，设置后的数据输送到PID运算模块，PID运算模块对运算结果进行调节控制，高低限幅模块对PID运算模块的调节指令进行限幅处理，高低限幅模块连接模拟量选择器模块的输入端，模拟量选择器模块的输出端连接增益平衡模块，结合被控对象的测量值与设定值的调节控制运算结果进行平衡运算，然后送至第一辅机、第二辅机中进行实际控制。

进一步的，被控对象的测量值与设定值经过第二减法模块求差值，差值送至第二PID运算模块进行运算以实现调节控制，第二PID模块的输出送至增益平衡模块中进行平衡运算。

所述增益平衡模块的输出端分别通过一个手操器模块给第一辅机、第二辅机发送控制命令。

所述模拟量选择器模块的其它输入端分别连接有手操器模块。

一种基于风机出力动态平衡的优化控制方法，包括以下步骤：

(1)将第一辅机、第二辅机的电流测量值送至减法模块求差值，将减法模块的输出送至函数设置模块中进行处理；

(2)将函数设置模块的输出送至PID运算模块进行运算以实现调节控制；

(3)将PID运算模块的调节指令输出至高低限幅模块中进行限幅处理；

(4)利用手操器模块进行选择，模拟量选择器模块根据选择将相应的输出送至增益平衡模块中。

所述步骤(1)中，函数设置模块设置为死区非线性函数。