[发明专利]火电机组协调控制系统主汽压力异常工况的安全控制方法

说明书

本发明公开了一种火电机组协调控制系统主汽压力异常工况的安全控制方法，该方法在机组主汽压力偏差大或超压工况下触发负荷指令闭锁后，优化汽机主控功率跟踪回路和锅炉主控前馈：汽机主控功率跟踪PID切换至压力控制策略，在主汽压力超过高Ⅰ值时对锅炉主控前馈进行快速减煤，并在主汽压力超过或预判超过高Ⅱ值时，汽机主控进行紧急泄压，汽机主控功率跟踪回路切至调压方式，调整调门开度来快速缓解主汽压力偏差的恶化工况，消除主汽压力超压风险，等待锅炉燃烧调整后实现机炉能量重新达到平衡，从而恢复机炉协调对AGC负荷指令的跟踪，提高了火电机组在负荷动态响应过程中异常工况下的恢复性能和安全性能。

技术领域

本发明涉及火电单元机组协调控制系统领域，特别是一种火电单元机组在主汽压力偏差大闭锁负荷和主汽压力超压工况下对锅炉主控前馈和汽机主控进行安全优化的控制方法。

背景技术

近年来随着电网中风电、光伏发电等新能源供电比例提高，火力发电机组自动发电控制AGC(Automatic Generation Control)负荷指令频繁快速变化，但由于锅炉制粉、燃烧及传热过程固有的大迟延和大惯性特征，导致机组煤、水、风等各系统跟随波动大，特别是在燃烧系统的异常工况下，如断煤以及断煤后突然恢复、启停磨煤机不及时、煤质突然变化等，造成机组主汽压力波动大，甚至在高负荷段的减负荷过程中主汽压力超压，严重影响了机组安全稳定运行。

现有的协调控制策略中，设置有主汽压力偏差大或超压时对负荷指令进行闭锁增减的功能，锅炉主控快速对煤、水、风进行调整，并且汽机主控负荷指令保持当前值防止主汽压力进一步恶化；但在汽机主控的功率回路控制算法中，实发功率仍然跟踪负荷指令存在恶化、主汽压力异常工况的现象，容易造成主汽压力偏差在负荷闭锁工况下持续恶化而达到AGC退出，甚至在高负荷超压工况下存在进一步恶化引起锅炉侧安全门动作的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在实际应用中存在的上述不足，而提供一种火电机组协调控制系统主汽压力异常工况的安全控制方法。在机组运行过程中主汽压力偏差大或主汽压力超压发生负荷闭锁的异常工况下，优化汽机主控功率跟踪回路和锅炉主控前馈；使得汽机主控功率跟踪回路切至调压方式，调整调门开度来快速缓解主汽压力偏差的恶化工况，消除主汽压力超压风险，等待锅炉燃烧调整后实现机炉能量重新达到平衡，从而恢复机炉协调对AGC负荷指令的跟踪。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电机组协调控制系统主汽压力异常工况的安全控制方法，其特征是，机组主汽压力偏差大或超压工况下触发负荷指令闭锁后，汽机主控功率跟踪PID切换至压力控制策略，在主汽压力超过高Ⅰ值时对锅炉主控前馈进行快速减煤，并在主汽压力超过或预判超过高Ⅱ值时，汽机主控进行紧急泄压，具体方案为：

主汽压力偏差大触发负荷指令闭锁后，汽机主控功率跟踪PID切换至压力控制策略，具体步骤如下：

S01：负荷偏差ΔP将大于0的部分和小于0的部分分开，分为正向偏差ΔP₊和负向偏差ΔP_-，其中，负荷偏差ΔP＝负荷设定值Pset-实时负荷Pc；

S02：主汽压力偏差ΔPr经压差负荷模型函数f₁(ΔPr)输出Epr，其中，主汽压力偏差ΔPr＝主汽压力设定值SPr-主汽压力实时值Pr，压差负荷模型函数f₁(x)的特点为：f₁(ΔPr)是以(0，0)为中心的点对称函数，设置死区0.4～0.7，ΔPr＞0时，Epr＜0，ΔPr＜0时，Epr＞0，|ΔPr|越大，|Epr|越大，在正常工况下可作为汽机压力拉回功能；