[发明专利]火力发电单元机组自适应煤种变化的协调控制系统及方法

权利要求书

1.一种火力发电单元机组自适应煤种变化的协调控制系统，其特征在于：包括与火力发电单元机组协调控制系统连接的燃料量偏差模块(6)、除法器(7)、切换模块(8)和乘法器(9)；所述偏差模块(6)的输入端连接实际燃料使用量Fs与火力发电单元机组协调控制系统的燃料指令人工偏置(1)，燃料量偏差模块(6)的输出端连接除法器(7)的被除数管脚，火力发电单元机组协调控制系统的燃料量基准函数发生器(2)的输出端连接除法器(7)的除数管脚，除法器(7)的输出端连接切换模块(8)的输入端，切换模块(8)的燃料量基准信号修正因子K_I输出端经乘法器(9)与燃料量基准函数发生器(2)的输出端共同连接加法器(5)的输入端，加法器(5)的输出端输出最终的锅炉燃料需求指令BM；

增加燃料量基准信号修正因子K_I，此时最终的锅炉燃料需求指令BM表达为：

BM＝K_IF(X)+PI+SG

式中：F(X)为燃料量基准函数发生器(2)的函数曲线输出；PI为燃料指令比例积分控制器(3)的输出；SG为燃料指令人工偏置输出；

当时，即实现锅炉的实际燃料使用量Fs＝BM的理想控制目标，

其中切换模块(8)用于控制燃料量基准信号修正因子K_I的计算更新与保持当前值之间的切换，即只有满足一定条件时才进行燃料量基准信号修正因子K_I的更新计算，否则保持当前燃料量基准信号修正因子K_I以维护机组协调控制的稳定；

燃料量基准信号修正因子K_I的更新计算条件包括：a)机组负荷稳定；b)压力控制偏差不大，小于热工控制标准要求的压力控制偏差；c)机组处于协调控制方式；d)前述条件保持预设时间；在这种情况下，最终的锅炉燃料需求指令BM保持稳定，实际微分环节(4)的输出D为0，燃料指令比例积分控制器(3)的输出PI中的比例作用输出近似为0而积分作用输出相当于弥补设置F(X)与实际真实燃料量对应的Fs＝BM时理想修正值的偏差；

由于燃料量基准信号修正因子K_I发生变化时，需要燃料指令比例积分控制器(3)的积分作用通过一定的时间来通过最终的锅炉燃料需求指令BM的不平衡变化，逐渐削弱积分作用输出，缓慢过渡到新的小偏差控制作用范围；这一过程不宜过快，否则容易引起协调控制系统的不稳定，因此，切换模块(8)允许设置切换速率，这相当于设置了燃料基准信号修正因子K_I的变速率，因此切换模块(8)的切换速率参考燃料基准信号修正因子K_I的变速率上限进行设置；

此外，由于燃料基准信号修正因子K_I的变化会直接影响协调控制系统的锅炉主控输出，对系统的影响较大，因此，需对燃料基准信号修正因子K_I的变化进行限速和限幅，即严格限制燃料基准信号修正因子K_I的变化速率和变化幅度；燃料基准信号修正因子K_I的变化速率不高于±0.05/min。

2.一种火力发电单元机组自适应煤种变化的协调控制方法，其采用如权利要求1所述的火力发电单元机组自适应煤种变化的协调控制系统，其特征在于：实际燃料使用量Fs与燃料指令人工偏置(1)经过偏差模块(6)输入除法器(7)的被除数管脚，燃料量基准函数发生器(2)的输出接入除法器(7)的除数管脚，除法器(7)计算输出的商值经切换模块(8)生成燃料量基准信号修正因子K_I，经乘法器(9)，作用于燃料量基准函数发生器(2)的输出，代替火力发电单元机组协调控制系统的燃料量基准函数发生器(2)的输出，形成最终的燃料量基准信号，送入加法器(5)，形成最终的锅炉燃料需求指令BM；

增加燃料量基准信号修正因子K_I，此时最终的锅炉燃料需求指令BM表达为：

BM＝K_IF(X)+PI+SG

式中：F(X)为燃料量基准函数发生器(2)的函数曲线输出；PI为燃料指令比例积分控制器(3)的输出；SG为燃料指令人工偏置输出；

当时，即实现锅炉的实际燃料使用量Fs＝BM的理想控制目标，

其中切换模块(8)用于控制燃料量基准信号修正因子K_I的计算更新与保持当前值之间的切换，即只有满足一定条件时才进行燃料量基准信号修正因子K_I的更新计算，否则保持当前燃料量基准信号修正因子K_I以维护机组协调控制的稳定；

燃料量基准信号修正因子K_I的更新计算条件包括：a)机组负荷稳定；b)压力控制偏差不大，小于热工控制标准要求的压力控制偏差；c)机组处于协调控制方式；d)前述条件保持预设时间；在这种情况下，最终的锅炉燃料需求指令BM保持稳定，实际微分环节(4)的输出D为0，燃料指令比例积分控制器(3)的输出PI中的比例作用输出近似为0而积分作用输出相当于弥补设置F(X)与实际真实燃料量对应的Fs＝BM时理想修正值的偏差；

由于燃料量基准信号修正因子K_I发生变化时，需要燃料指令比例积分控制器(3)的积分作用通过一定的时间来通过最终的锅炉燃料需求指令BM的不平衡变化，逐渐削弱积分作用输出，缓慢过渡到新的小偏差控制作用范围；这一过程不宜过快，否则容易引起协调控制系统的不稳定，因此，切换模块(8)允许设置切换速率，这相当于设置了燃料基准信号修正因子K_I的变速率，因此切换模块(8)的切换速率参考燃料基准信号修正因子K_I的变速率上限进行设置；

此外，由于燃料基准信号修正因子K_I的变化会直接影响协调控制系统的锅炉主控输出，对系统的影响较大，因此，需对燃料基准信号修正因子K_I的变化进行限速和限幅，即严格限制燃料基准信号修正因子K_I的变化速率和变化幅度；燃料基准信号修正因子K_I的变化速率不高于±0.05/min。