[发明专利]一种基于内模控制结构的火力发电机组协调控制系统

说明书

本发明公开的基于内模控制结构的火力发电机组协调控制系统包括负荷需求预测模块、第一内模预测控制模块、第二内模预测控制模块及直接能量平衡模块，第一内模预测控制模块还用于根据负荷需求变化量，计算燃料需求变化量，第二内模预测控制模块用于预测因锅炉压力变化产生的燃料需求变化量，实现了火力发电机组自动发电控制系统的滑压运行，提高了自动发电控制系统的爬坡率K₁，稳定调节精度K₂，减小响应时间K₃，达到了优化控制参数K_p的目的，自适应火力发电机组协调控制的控制范围，增强火力发电机组深度调峰调频能力，减轻了操作强度，增加了火电发电机组的灵活性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于内模控制结构的火力发电机组协调控制系统。

背景技术

随着国民经济水平的提高，对于电网公司和耗电用户，对电能质量有着越来越高的要求，这就需要火力发电机组具备优良的负荷跟踪能力，从电网侧看，协调控制系统起着连接发电机组和电网的作用，在自动发电控制(Automatic Generating Control，AGC)系统中扮演发电侧执行者的角色，也是电网具较全面自动化能力的根本。

但是近些年来，由于火力发电机组装机容量一直处于提升趋势，传统协调控制系统无法满足在维持自身稳定运行的情况下，根据电网需求进行调频、调峰，因此，需要寻求更先进的优化控制方案来保证机组的安全经济运行。

目前的发电机组协调控制系统通常采用常规的直接能量平衡协调控制策略，导致发电机组协调控制系统适应负荷变化的能力较差，主要表现在变负荷时主汽压偏差大，风、水、煤量各项控制参数也波动频繁，主汽温随之波动剧烈，负荷变化速率也因此受限，发电机组只能通过人工滑压运行，导致发电机组效率受到影响，月度自动发电控制考核电量较大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种基于内模控制结构的火力发电机组协调控制系统，该系统包括：

负荷需求预测模块，用于根据当前负荷需求量、火电发电机组实际产生的负荷量、火力发电机组工作频率，预测下一时刻的负荷需求量；

第一内模预测控制模块，用于根据当前负荷需求量及预测下一时刻的负荷需求量，计算负荷需求变化量；

第一内模预测控制模块，还用于根据所述负荷需求变化量，计算燃料需求变化量；

第二内模预测控制模块，用于预测因锅炉压力变化产生的燃料量需求变化量；

直接能量平衡模块，用于保持火电发电机组汽轮机侧的能量和火电发电机组锅炉侧的能量匹配。

优选地，所述系统还包括：

校正模块，用于根据标准煤电比值与火力发电机组稳态工况下的实时煤电比值，校正所述第一内模预测控制模块预测的燃料需求变化量。

优选地，所述校正模块还用于根据标准煤电比值与火力发电机组稳态工况下的实时煤电比值，校正所述第二内模预测控制模块预测的燃料需求变化量，保证火力发电机组运行时锅炉侧和汽轮机侧的能量保持平衡。

优选地，所述负荷需求预测模块还包括限制单元，所述限制单元用于控制当前负荷需求量与预测得到的下一时刻的负荷需求量之间的差值处于设定的范围内。

本发明实施例提供的基于内模控制结构的火力发电机组协调控制系统，具有以下有益效果：

(1)利用人工智能建模技术和现代先进控制技术，实现了火力发电机组多模型工况自适应切换；

(2)可在满足各项安全约束与生产需求的条件下，满足一次调频控制品质，提高自动发电控制系统的爬坡率，稳定调节精度，减小响应时间，从而达到优化调节性能的方式；