直流炉机组简化非线性模型及仿真应用

通过合理简化和机制分析,建立适用于直流炉机组协调控制系统控制器设计的简化非线性数学模型。建模时考虑制粉环节、减温水环节和回热加热对过程输出的影响。该模型以燃料量指令、总给水流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽轮机功率、主蒸汽压力和汽水分离器出口焓为输出。结合某1 000 MW超超临界机组运行数据辨识得到了在50%负荷到100%负荷范围内工作的机组模型参数。对模型进行了开环阶跃扰动实验和现场运行数据对比实验。仿真结果表明,模型开环动态特性与实际机组开环特性在本质上一致,且具有一定精度,可以用来设计协调控制系统控制器。     

两种亚临界机组负荷-压力简化模型对比及实验分析

对2种常见的亚临界机组负荷-压力简化非线性模型进行对比。理论及数据分析表明,2种模型主要区别在于：模型一燃料量对负荷及压力传递函数中包含非最小相位特性,并且能够更好地拟合汽包压力与汽轮机前压力间的差压。将机组实际协调控制系统逻辑移植到Matlab环境下并依据2种模型仿真整定控制器参数,然后将整定好的参数设置到机组协调控制系统中,模型一得到的参数控制效果明显优于模型二参数,并且实际控制效果较原参数有较大改善。     

MAX—1000在200MW机组热控改造中的应用

黄桷庄电厂２１号机２００ＭＷ机组用分散控制系统取代原有的控制系统,增加机组协调控制系统和汽轮机数字电液调节系统。     

300MW机组汽轮机调节系统建模研究

对某机组进行汽轮机调节系统参数实测,以建立汽轮机执行机构模型和汽轮机本体模型。发现该机组数字式电液控制系统(DEH)中的负荷控制回路模型与电力系统综合分析程序(PSASP)中的内置模型存在较大区别,利用PSASP中的用户自定义建模功能,建立电液调节系统模型和汽轮机调节系统模型,并最终实现对该机组汽轮机调节系统建模效果的仿真校核。     

多变量智能协调控制系统设计应用

针对火电机组被控对象非线性、迟滞、燃料大惯性并存的特性,建立了330 MW单元机组协调控制系统非线性模型,并对此模型在额定工况点下进行线性化,以此线性化模型为基础,在机组原有的协调控制系统中增加多变量解耦控制器,进而设计出与之对应的多变量协调控制系统,并通过工程试验与机组原有的协调控制效果相比较,实际结果证明了多变量智...     

火电机组一次调频功率响应特性精细化建模

由于火电机组的功率响应具有较强的非线性特性,常规线性模型难以精确反映机组实际的一次调频响应特性.通过分析汽轮机阀门流量特性、主汽压力等关键因素对机组一次调频功率响应特性影响,引入阀门流量特性和主汽压力耦合函数、主汽压力模型和调节级压力-负荷动态转换系数,在典型汽轮机模型基础上构建火电机组一次调频功率响应特性精细化模型....     

分析电力系统低频振荡的汽轮机控制系统模型

汽轮机控制系统引发了多起电网低频振荡事件,需要在分析低频振荡时考虑汽轮机控制系统模型。在对单元机组及其负荷控制系统的组成进行分析的基础上,给出了协调控制系统、汽轮机数字电液控制系统的数学模型;在对阀门结构、控制方式和流量特性进行分析的基础上,给出了考虑阀门流量特性的汽轮机模型。     

亚临界600 MW机组协调控制系统仿真研究

根据协调控制模型,结合吴泾第二发电厂机组运行参数,建立了亚临界600 MW机组协调控制系统数学模型,在Simulink软件下对该模型进行了仿真,并将仿真结果与机组运行数据进行了比较.结果表明:在汽轮机的调节阀开度一定的条件下,改变锅炉给煤量时主蒸汽压力仿真值与实际值的最大误差不超过0.3 MPa,汽轮机功率仿真值与实际值的最大误差不超过3 MW;在锅炉给煤量一定的条件下,改变汽轮机调节阀开度时主蒸汽压力仿真值与实际值的最大误差不超过0.2 MPa,汽轮机功率仿真值与实际值的最大误差不超过4.5 MW.模型与机组的动态误差较小,表明建立的协调控制系统数学模型可行.基于所建模型和直接能量平衡(DEB)法对原机组协调控制系统进行了改进,改进后的机组协调控制系统响应速度快、抗干扰性强,并且能够较好地控制主蒸汽压力的波动.     

锅炉蓄热系数对协调控制系统参数影响定量分析

锅炉蓄热系数是影响火电机组协调控制系统,特别是锅炉侧控制器的参数。在依据锅炉设计运行数据计算锅炉蓄热系数的前提下,依据火电机组简化非线性动态模型对其进行工作点线性化后,针对典型炉跟机协调控制系统简化结构,直接推导出汽轮机高压缸进汽调节门开度控制机组发电负荷条件下,锅炉燃料量对汽轮机前蒸汽压力的传递函数。研究发现,锅炉侧等效被控制对象为积分特性的无自平衡对象,同时锅炉蓄热系数体现在对象增益项中,锅炉蓄热系数越大,对象增益项越小。依此规律设计600 MW机组协调控制的增益补偿逻辑,在50%~100%负荷获得了优良的控制效果。     

基于机理法的核电机组汽轮机一次调频模型的研究

基于核电机组汽轮机与火电机组汽轮机的相似性,结合核电机组汽轮机特有的结构特点,分析了其工作特性.采用机理建模方法,并参考火电机组汽轮机特性建立了核电机组汽轮机参与一次调频的模型,使用该模型构建了汽轮机功频控制系统.采用Simulink软件对该控制系统的仿真结果表明,汽轮机功频控制系统可较好地缓解电网频率的实际波动速率,实现对电网负荷的初步跟踪.     

汽轮发电机组动态模型研究与应用

介绍汽轮发电机组动态模型研究的发展状况 ,分析现有模型在研究机组动态特性和设计评价新的协调控制系统的应用中存在的一些问题。为解决这些问题 ,对锅炉 -汽轮机动态模型做进一步分析研究 ,描述一种充分考虑系统非线性的汽包锅炉动态模型结构 ,探讨求取动态模型未定参数的方法、模型的有效性和通用性等问题。     

CCS与DEH功率控制接口的分析和改进

汽轮机和锅炉响应外界负荷变化的动态特性不同，要求控制系统必须很好地协调机炉两侧的动作。协调控制系统和汽轮机电液控制系统的功能决定了负荷控制的性能。首先说明了CCS系统和DEH系统的特点及基本控制方式，之后对某厂实际运行中由于两个系统的信号接口问题导致的一次机组过负荷事故进行分析，并给出了解决方法。     

一种基于自适应反演算法的火电单元机组协调控制策略

为了克服火电单元机组的本质非线性和不确定性对控制系统品质的影响,解决它在大范围变工况时的协调控制问题,该文针对综合考虑锅炉-汽轮机-发电机动态特性的单元机组整体模型,计及系统参数的不确定性,基于自适应反演算法和协调无源性理论,设计了一种非线性协调控制策略。首先经过适当简化处理,将机组整体模型分解为两个低阶子系统;在子系统Ⅰ中,利用反演法得到主蒸汽阀门开度控制器,然后基于协调无源性理论设计励磁控制器;在子系统Ⅱ中,通过逐步递推设计燃料控制器。同时,基于李雅普诺夫稳定性方法,交错设计了模型不确定参数的自适应律,并通过在其中引入充分光滑投影算子,避免了系统不匹配参数可能发生的漂移问题。在实际工程应用中,为了获得良好的调节品质,总结了该控制器参数的设定规律。最后,针对某600MW单元机组非线性模型的仿真分析及在火电单元机组全范围仿真机上的变负荷实验均表明,文中提出的协调控制策略不仅保证了闭环系统的渐近稳定,而且具有较强的负荷指令跟踪性能、抗干扰能力和鲁棒性。     

330 MW机组协调控制系统的优化

针对达拉特发电厂3号机组由于锅炉和汽轮机动态特性的不同而产生的互相扰动的问题,在协调控制方式下,利用汽轮机动态特性较快的特点,在机组主控设定端加入功率压力反演算函数,对锅炉主控的调节进行平衡,大大提高了协调控制系统的稳定性。     

华北电力大学科技成果简介

300 MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包:本项目针对300 MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略,采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

利用一次调频扰动计算火电机组锅炉蓄热系数

锅炉蓄热系数是火电机组负荷-压力被控对象中一个关键动态参数,准确估计出其大小能够为优化协调控制系统提供重要支持。依据对象负荷-压力简化非线性动态模型构建炉跟机方式的协调控制系统,从时域及频域角度分析其闭环响应特性,发现汽轮机调节门输入与燃料量输入对机前压力和发电负荷输出响应的时间及频率存在较大差异,可认为在小时间尺度范围内机前压力和发电负荷仅受汽轮机调节门输入的影响。因此可利用短周期的一次调频扰动工况下的数据辨识锅炉蓄热系数,准确度与汽轮机调节门开度扰动试验相当。通过某330 MW机组数据辨识及现场调试,证明以上方案可行。     

基于PSASP和Simulink的汽轮机调节系统建模与仿真校核

汽轮机调节系统模型是电力系统稳定分析的基础数据,模型的准确性决定了电力系统分析的可靠性,因此需要对所建立的汽轮机调节系统模型进行仿真、校核以确保建模质量。针对实际火电机组的汽轮机调节系统具有较为复杂的协调控制系统、导致难于通过专业的电力系统计算程序（如PSASP）实现建模、仿真及校核的问题,提出了一种基于Simulink和PSASP的联合建模方法,利用Simulink的灵活性和PSASP的专业性,实现对汽轮机调节系统的建模及仿真校核。模型仿真及校核的结果表明,该方法能够建立较为精确的模型并满足仿真校核的要求。     

汽轮机采用功频调节系统时,单元机组负荷反馈控制系统的分析和整定

本文讨论汽轮机采用功频调节系统时,锅炉-汽轮发电机单元机组负荷反馈控制系统的整定问题。该控制系统是一个2×2多变量系统。汽轮机功率控制器和汽压控制器的参数必须正确配合以保证单元机组负荷控制系统的稳定性,但是两个控制器的参数可以在很大范围内改变。实际应用的单元机组负荷控制系统中都引入前馈和非线性限压元件,在这种情况下,只要两个控制器的整定参数配合适当,那么,即使控制器的参数值差别很大,而负荷控制系统的动态品质却是很接近的。     

基于动态解耦的模糊多模型协调控制系统应用研究

大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题。由于非线性系统可以用多个线性模型来逼近,多模型方法被认为是处理非线性系统常用的方法和技术。该文以330MW单元机组为仿真模型,针对协调控制系统的非线性和耦合等特性,首先建立协调控制系统的非线性模型,然后对此模型在3个工况点下进行线性化,设计与之对应的多变量动态解耦控制器,进而用T-S模糊模型合成出模糊多模型全局控制系统。仿真研究结果证明了这种新型协调控制系统的有效性。     

基于模型自适应汽轮机调节门流量特性优化研究及应用

汽轮机调节门流量特性影响机组安全稳定运行和负荷调节性能。首先,针对采用喷嘴配汽方式的汽轮机调节门结构类型,通过模型自适应算法,建立顺序阀方式下的非线性调节门流量特性模型,实现调节门流量特性优化计算。其次,对该模型进行仿真研究,系统仿真结果表明,采用RBF神经网络结构的单阀流量特性仿真模型具有较高的模型精度,利用模型自适应优化算法可获得近似理想的线性度和最佳调节门重叠度。最后,将仿真结果应用在某660 MW机组上,试验结果表明,该方法不仅改善调节门流量特性线性度,而且降低调节门重叠度,改善AGC负荷响应性能,减少调节门晃动和机组节流损失。