[发明专利]一种汽轮机组高压调门流量优化装置及其优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电汽轮机组技术领域，尤其是一种汽轮机组高压调门流量优化装置及其优化方法。

背景技术

目前，随着电力建设的快速进行，电网结构越发复杂，为了保障电网的安全稳定运行，必须使发电机组具有快速响应电网自动发电控制指令(AGC，Automatic Generation Control)变化和一次调频需求的调节能力。而实现方法主要是控制汽轮机高压调门动作，快速调节汽轮机的进汽量，进而实现机组负荷的快速响应。由此可见，数字电液控制系统(DEH，Digital Electric Hydraulic Control System)及其高压调门整体流量特性的优劣将直接关系到发电机的控制品质、调节性能、经济效益等重要问题。

汽轮机高压阀门运行方式分为单阀运行方式和顺序阀(或多阀)运行方式。单阀运行时，汽轮机总的流量信号平均分配到各个高压调节门；顺序阀控制时，流入汽轮机的蒸汽流量是各阀门流量的总和，它将按顺序依次分配到各个高压调节门，而阀门流量特性曲线就是流量与阀门开度的转换函数，如果单阀运行方式下整体流量特性曲线与顺序阀运行方式下整体流量特性曲线啮合度较差的情况下，则阀门切换过程中负荷扰动就较大，严重时会影响机组响应电网AGC指令变化需求。单-顺序阀切换目的是为了提高机组的经济性和稳定性，其实质是实现节流调节与喷嘴调节的无扰切换，解决变负荷过程中均热要求与部分负荷经济性的矛盾。

因此，需要发明一种针对单-顺序阀整体流量特性曲线啮合度较差的情况，单独优化顺序阀方式下阀门管理相关参数无法消除切换过程中负荷扰动情况的优化整定策略。使机组单-顺序阀切换时无限接近无扰切换，消除切换过程中负荷扰动现象，进而保障机组阀切换状态下安全、稳定、经济运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮机组高压调门流量优化装置及其优化方法，能够解决现有技术的不足，消除切换过程中负荷扰动现象，进而保障机组阀切换状态下安全、稳定、经济运行。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种汽轮机组高压调门流量优化装置，包括，

指令控制模块，用于发出各个调门的开度信号；

执行模块，用于接收指令并控制各个调门的开度变化；

数据采集模块，用于采集汽轮机的调节级压力、主汽压的实时参数；

数据仿真优化模块，用于根据调门的开度以及数据采集模块采集的汽轮机参数进行数据仿真和以及对流量特性曲线进行优化。

一种使用上述的汽轮机组高压调门流量优化装置的优化方法，包括以下步骤：

A、建立多阀方式下整体流量特性仿真模型；

指令控制模块和执行模块对调门开度进行调整，数据采集模块实测单个调门流量特性曲线和多阀整体流量特性曲线，数据仿真优化模块结合阀门控制程序建立多阀方式下整体流量特性仿真模型；

B、建立单阀方式下整体流量特性仿真模型；

指令控制模块和执行模块对调门开度进行调整，数据采集模块实测单阀整体流量特性曲线，数据仿真优化模块结合阀门控制程序建立单阀方式下整体流量特性仿真模型；

C、单-多阀切换参数整定及优化；

数据仿真优化模块根据单阀整体流量特性仿真模型，调整最佳阀位系数，优化调整单阀整体流量特性曲线的斜率，使之向多阀整体流量特性曲线靠近；

数据仿真优化模块根据多阀整体流量特性仿真模型，调整流量比例因子，优化调整多阀整体流量特性曲线的斜率，使之向单阀整体流量特性曲线靠近；

数据仿真优化模块通过优化重叠度函数，提高多阀整体流量特性曲线的重叠区线性度；

数据仿真优化模块通过优化流量开度修正函数，提高多阀整体流量特性曲线的非重叠区线性度。

作为优选，步骤A中，单个调门流量特性实测曲线通过如下步骤进行计算，

通过调门流量特性实验得到调门开度反馈、调节级压力、主汽压力、向量的维度，其中表示调门全关，表示调门全开，则调节级压力和主汽压力比值

与调门流量成正比，即分别对应开度为0和100时的调门流量百分比0％和100％，将归一化0-100之间的数，得到调门流量百分比

其中以向量为横坐标、向量为纵坐标构成的曲线即为第i个调门的流量特性实测曲线，该曲线用线性分段函数表示，记作

其中，为调门开度反馈，为调节级压力，为主汽压力，为向量的维度。