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CN115993787A - 发电机组协调控制系统动态前馈方法、装置及存储介质 - Google Patents

发电机组协调控制系统动态前馈方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN115993787A
CN115993787A CN202111210565.9A CN202111210565A CN115993787A CN 115993787 A CN115993787 A CN 115993787A CN 202111210565 A CN202111210565 A CN 202111210565A CN 115993787 A CN115993787 A CN 115993787A
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CN
China
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main steam
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dynamic
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田彬
朱子凡
张东明
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Guoneng Zhishen Control Technology Co ltd
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Guoneng Zhishen Control Technology Co ltd
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Abstract

本文公开了一种发电机组协调控制系统动态前馈方法,包括:根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT;根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;根据负荷变化速率v、时间差和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T;将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。本文的技术方案能够解决锅炉燃料供给滞后汽机阀门控制的问题,减少负荷变化时主汽压力的波动。

Description

发电机组协调控制系统动态前馈方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及火电控制技术领域,尤其涉及的是一种发电机组协调控制系统动态前馈方法、装置及存储介质。
背景技术
作为世界上最大的能源消费国,我国新能源电力在电源结构布局中的比例将逐步增加,以化石能源为一次能源的传统发电比例将逐渐降低;但在未来相当长的时间内,传统化石能源的主导地位仍然不会改变。然而,随着并网新能源电力比率的不断提高,其随机波动性降低了电源侧的可控性,使得电力系统原有的供需平衡可控性被打破。
多能源互补可以利用相对可控的电源实现对波动性电源的平抑,进而构成连续稳定可调可控的发电功率输出,为电力系统的实时供需平衡提供可靠保障。综合考虑我国的电源结构特征,燃煤机组在传统化石能源发电形式中占比较高,成为主导的互补电源并不断提升弹性运行能力。
随着电网相关细则规定的出台,进一步明确了大型燃煤发电机组参与电网深度调峰的重要作用,这意味着火电机组将经常于深度变负荷状态运行,传统协调控制方案在新的形势下逐渐不能满足要求。
发明内容
根据本申请的第一方面,本申请实施例提供一种发电机组协调控制系统动态前馈方法,可以包括以下步骤:
根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT;
根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T;
将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。
根据本申请的第二方面,本申请实施例提供一种发电机组协调控制系统动态前馈装置,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被所述处理器执行时实现上述发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
根据本申请的第三方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被处理器执行时实现上述发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
与相关技术相比,本发明实施例提供的一种发电机组协调控制系统动态前馈方法,根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量,根据负荷变化速率、所述时间差和所述燃料总量确定动态前馈作用时间T,将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。上述动态前馈方法能够解决锅炉燃料供给滞后汽机阀门控制的问题,减少负荷变化时主汽压力的波动。
附图说明
图1为一种发电机组协调控制系统给煤前馈子系统的结构示意图;
图2为本发明实施例1的一种发电机组协调控制系统动态前馈方法的流程图;
图3为本发明实施例2的一种发电机组协调控制系统动态前馈装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示,一种发电机组协调控制系统给煤前馈子系统中,控制系统可以根据负荷目标值、负荷指令、主汽压力、负荷指令变化速率设计提前加减煤前馈,通过煤量的提前动作补充能量需求,抑制主汽压力的波动,从而有效提升AGC(Automatic GenerationControl,自动发电控制)指标。提前加减煤前馈由两部分组成:第一部分是静态前馈(也即负荷基线静态前馈),用于完成稳态能量补充;第二部分是动态前馈,用于完成升降负荷期间动态能量补充。
图1中,lag代表一阶惯性环节,负荷指令经过f(x)函数计算后作用到水、煤、风回路,形成负荷基线静态前馈。CCS(Coordinate Control System,协调控制系统)或AGC方式下升降负荷时,由于锅炉的滞后和惯性时间达几百秒,汽机的惯性时间仅几十秒,锅炉控制跟不上汽机控制是导致参数不稳定的主要原因。为了让锅炉控制跟上汽机控制,可以在升降负荷期间让锅炉提前动作,通过动态前馈来弥补锅炉惯性造成的能量缺口。
如图2所示,本申请实施例提供一种发电机组协调控制系统动态前馈方法,可以包括以下步骤:
步骤S10,根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT;
步骤S20,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
步骤S30,根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T;
步骤S40,将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。
上述实施例提供的发电机组协调控制系统动态前馈方法,根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量,根据负荷变化速率、所述时间差和所述燃料总量确定动态前馈作用时间T,将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。上述动态前馈方法能够解决锅炉燃料供给滞后汽机阀门控制的问题,减少负荷变化时主汽压力的波动。
在一些示例性的实施方式中,所述确定时间差DT,包括执行以下步骤a至c:
步骤a:在t1时刻,向所述传递函数模型的锅炉燃料量输入第一阶跃值,获得所述传递函数的第一阶跃响应;
步骤b:在t2时刻,向所述传递函数模型的汽机阀位开度输入第二阶跃值,获得所述传递函数的第二阶跃响应;通过PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群)算法计算t2时刻的最优值,所述最优值能够使得所述传递函数的动态误差达到最小值且稳态误差为零;
步骤c:将所述t2时刻的最优值和t1时刻的时间差作为燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT。
在上述实施方式中,根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型,利用传递函数的阶跃响应和粒子群算法能够确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT,时间差DT反映的是锅炉燃料供给滞后于汽机阀门控制的滞后时间,获得这个滞后时间为下一步计算动态前馈需要的燃料总量提供了计算依据。
在一些示例性的实施方式中,在确定时间差DT之前,所述方法还包括:对发电机组协调控制系统的历史运行数据进行预处理以找到符合系统辨识要求的数据,对经过预处理的数据进行系统辨识,根据系统辨识结果建立锅炉燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型。
其中,所述预处理可以包括:剔除异常值和空白值。
在一些示例性的实施方式中,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0,包括:
利用下述公式(1)确定T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
Figure BDA0003308790920000051
其中,fu()是负荷变化和燃料量的关系函数,fp()是负荷变化和主汽压力的关系函数,LDTRG是负荷目标值,LDT0是T0时刻的负荷设定值,UP是稳态负荷下主汽压力变化一个单位所需的燃料量,u是动态前馈作用时间内的燃料供给速率。
在上述实施方式中,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0,燃料总量den_T0反映的是锅炉燃料供给滞后于汽机阀门控制所导致的燃料总量缺口,如果通过动态前馈提前向锅炉增加(当负荷增加时)或减少(当负荷减少时)这部分燃料,则弥补了锅炉控制的滞后时间。
在一些示例性的实施方式中,所述根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T,包括:
通过下述公式(2)确定动态前馈作用时间T;
Figure BDA0003308790920000061
其中,f(x)是折线函数。
在一些示例性的实施方式中,所述折线函数可以通过预设所有的折点进行确定。所述折点可以根据经验数据进行确定。
在一些示例性的实施方式中,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,包括:
对任意一个子时段Ti,该子时段对应的燃料供给速率ui采用以下公式(3)确定:
Figure BDA0003308790920000062
其中,1≤i≤M,M是子时段的总数,Ti=T/M,M大于或等于2。
在一些示例性的实施方式中,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率后,所述方法还包括:
根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则,对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理,将经过模糊化处理后的燃料供给速率作为最终的燃料供给速率。
在一些示例性的实施方式中,根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则,包括执行以下步骤a至e;
步骤a:确定模糊算法的两路输入和一路输出;其中,两路输入分别是主汽压力偏差DP和主汽压力变化速率RP,一路输出为修正系数F;
步骤b:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在确切量论域范围内的等级量;
步骤c:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在模糊量论域范围内的等级量;
步骤d:根据主汽压力偏差和主汽压力变化速率在确切量论域范围和模糊量论域范围内的等级量确定模糊子集列表;
步骤e:根据所述模糊子集列表建立模糊规则表。
在一些示例性的实施方式中,对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理,可以包括以下步骤:
获取模糊算法的模糊规则表;
对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率u,根据当前主汽压力偏差和主汽压力变化速率查找所述模糊规则表得到修正系数F;
将燃料供给速率u和修正系数F的乘积作为模糊化处理后的燃料供给速率;
其中,所述模糊算法包括两路输入和一路输出,两路输入分别是主汽压力偏差和主汽压力变化速率,一路输出是修正系数。
一种建立模糊规则表的方法可以包括如下步骤:
(1)确定主汽压力偏差DP、主汽压力变化速率RP和修正系数F的确切量论域范围;
DP的确切量论域范围可以是:[-2,2];
RP的确切量论域范围可以是:[-0.3,0.3];
F的确切量论域范围可以是:[-1,1];
(2)确定主汽压力偏差DP、主汽压力变化速率RP和修正系数F在确切量论域范围内的等级量;
DP在确切量论域范围内的等级量可以是:DP=[-3,-2,-1,1,2,3];
RP在确切量论域范围内的等级量可以是:RP=[-3,-2,-1,0,1,2,3];
F在确切量论域范围内的等级量可以是:F=[-3,-2,-1,0,1,2,3];
(3)确定主汽压力偏差DP、主汽压力变化速率RP和修正系数F在模糊量论域范围内的等级量;
DP在模糊量论域范围内的等级量可以是:DP=[NB,NM,NS,PS,PM,PB];
RP在模糊量论域范围内的等级量可以是:RP=[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB];
F在模糊量论域范围内的等级量可以是:F=[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB];
(4)根据主汽压力偏差和主汽压力变化速率在确切量论域范围和模糊量论域范围内的等级量确定模糊子集列表;
下述表1是主汽压力偏差DP的模糊子集列表;
Figure BDA0003308790920000081
表1下述表2是主汽压力变化速率RP的模糊子集列表;
Figure BDA0003308790920000082
表2
(5)根据所述模糊子集列表确定模糊规则表;
当DP的模糊量论域范围DP=[NB,NM,NS,PS,PM,PB],RP的模糊量论域范围RP=[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB],F的模糊量论域范围F=[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB]时,可以建立如下的模糊规则表,所述模糊规则表包括十六条模糊规则语句。
([NB,NM,NS,PS]DP,[PS,ZO,NS,NM,NB]RP,([PB]F)
∪([PM]DP,[NS,NM,NB]RP,([PB]F)
∪([NB,NM,NS,PS]DP,[PM]RP,([PM]F)
∪([PM]DP,[ZO]RP,([PM]F)
∪([PB]DP,[NB]RP,([PM]F)
∪([NM,NS,PS]DP,[PB]RP,([PS]F)
∪([PM]DP,[PS]RP,([PS]F)
∪([PB]DP,[NS,NM]RP,([PS]F)
∪([PB,PM,PS,NS]DP,[NS,ZO,PS,PM,PB]RP,([NB]F)
∪([NM]DP,[PS,PM,PB]RP,([NB]F)
∪([PB,PM,PS,NS]DP,[NM]RP,([NM]F)
∪([NM]DP,[ZO]RP,([NM]F)
∪([NB]DP,[PB]RP,([NM]F)
∪([PM,PS,NS]DP,[NB]RP,([NS]F)
∪([NM]DP,[NS]RP,([NS]F)
∪([NB]DP,[PS,PM]RP,([NS]F)
在上述模糊规则表中,∪代表“并”的关系。
以第五条模糊规则语句([PB]DP,[NB]RP,([PM]F)为例,该条模糊规则语句表示的含义是:如果DP在模糊量论域的等级量为PB,并且RP在模糊量论域的等级量为NB,则修正系数F在模糊量论域的等级量为PM。
再以第一条模糊规则语句([NB,NM,NS,PS]DP,[PS,ZO,NS,NM,NB]RP,([PB]F)为例,
该条模糊规则语句表示的含义是:如果DP在模糊量论域的等级量为NB,NM,NS,PS中的任何一个,并且RP在模糊量论域的等级量为PS,ZO,NS,NM,NB中的任何一个,则修正系数F在模糊量论域的等级量为PB。
其他模糊规则语句和上述两条模糊规则语句的语法结构相同。
实施例2
如图3所示,本发明实施例提供了一种发电机组协调控制系统动态前馈装置,可以包括:
动态前馈计算模块10,配置为根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT;根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T;将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率;
动态前馈燃料供给模块20,配置为在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。
上述实施例提供的发电机组协调控制系统动态前馈装置包括动态前馈计算模块和动态前馈燃料供给模块,动态前馈计算模块根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差,根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量,根据负荷变化速率、所述时间差和所述燃料总量确定动态前馈作用时间T,将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率;动态前馈燃料供给模块在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。上述动态前馈装置能够解决锅炉燃料供给滞后汽机阀门控制的问题,减少负荷变化时主汽压力的波动。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式确定时间差DT:执行以下步骤a至c:
步骤a:在t1时刻,向所述传递函数模型的锅炉燃料量输入第一阶跃值,获得所述传递函数的第一阶跃响应;
步骤b:在t2时刻,向所述传递函数模型的汽机阀位开度输入第二阶跃值,获得所述传递函数的第二阶跃响应;通过PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群)算法计算t2时刻的最优值,所述最优值能够使得所述传递函数的动态误差达到最小值且稳态误差为零;
步骤c:将所述t2时刻的最优值和t1时刻的时间差作为燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT。
在一些示例性的实施方式中,所述装置还包括:模型建立模块,配置为对发电机组协调控制系统的历史运行数据进行预处理以找到符合系统辨识要求的数据,对经过预处理的数据进行系统辨识,根据系统辨识结果建立锅炉燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型。
其中,所述预处理可以包括:剔除异常值和空白值。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0:
利用下述公式(1)确定T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
Figure BDA0003308790920000111
其中,fu()是负荷变化和燃料量的关系函数,fp()是负荷变化和主汽压力的关系函数,LDTRG是负荷目标值,LDT0是T0时刻的负荷设定值,UP是稳态负荷下主汽压力变化一个单位所需的燃料量,u是动态前馈作用时间内的燃料供给速率。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式根据负荷变化速率v、时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T:
通过下述公式(2)确定动态前馈作用时间T;
Figure BDA0003308790920000121
其中,f(x)是折线函数。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式为每一个子时段设定对应的燃料供给速率:
对任意一个子时段Ti,该子时段对应的燃料供给速率ui采用以下公式(3)确定:
Figure BDA0003308790920000122
其中,1≤i≤M,M是子时段的总数,Ti=T/M,M大于或等于2。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,还配置为在每一个子时段设定对应的燃料供给速率后,根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则,对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理,将经过模糊化处理后的燃料供给速率作为最终的燃料供给速率。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理:
获取模糊算法的模糊规则表;
对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率u,根据当前主汽压力偏差和主汽压力变化速率查找所述模糊规则表得到修正系数F;
将燃料供给速率u和修正系数F的乘积作为模糊化处理后的燃料供给速率;
其中,所述模糊算法包括两路输入和一路输出,两路输入分别是主汽压力偏差和主汽压力变化速率,一路输出是修正系数。
在一些示例性的实施方式中,所述动态前馈计算模块,配置为采用以下方式根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则:执行以下步骤a至步骤e:
步骤a:确定模糊算法的两路输入和一路输出;其中,两路输入分别是主汽压力偏差DP和主汽压力变化速率RP,一路输出为修正系数F;
步骤b:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在确切量论域范围内的等级量;
步骤c:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在模糊量论域范围内的等级量;
步骤d:根据主汽压力偏差和主汽压力变化速率在确切量论域范围和模糊量论域范围内的等级量确定模糊子集列表;
步骤e:根据所述模糊子集列表建立模糊规则表。
实施例3
本发明实施例提供了一种发电机组协调控制系统动态前馈装置,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被所述处理器执行时实现上述实施例1中所述的发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
实施例4
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被处理器执行时实现上述实施例1中所述的发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
需要说明的是,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.发电机组协调控制系统动态前馈方法,包括以下步骤:
根据燃料量、汽机阀位开度与主汽压力的传递函数模型确定燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT;
根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T;
将所述动态前馈作用时间T划分为多个子时段,为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,在T时间内分时段按照对应的燃料供给速率向控制系统提供燃料。
2.如权利要求1所述的动态前馈方法,其特征在于:
所述确定时间差DT,包括执行以下步骤a至c:
步骤a:在t1时刻,向所述传递函数模型的燃料量输入第一阶跃值,获得所述传递函数的第一阶跃响应;
步骤b:在t2时刻,向所述传递函数模型的汽机阀位开度输入第二阶跃值,获得所述传递函数的第二阶跃响应;通过粒子群PSO算法计算t2时刻的最优值,所述最优值能够使得所述传递函数的动态误差达到最小值且稳态误差为零;
步骤c:将所述t2时刻的最优值和t1时刻的时间差作为燃料量和汽机阀位开度影响主汽压力的时间差DT。
3.如权利要求1所述的动态前馈方法,其特征在于:
根据负荷变化和燃料量的关系、负荷变化与主汽压力的关系以及所述时间差DT预测负荷开始变化的T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0,包括:
利用下述公式(1)确定T0时刻需要动态前馈提供的燃料总量den_T0;
Figure FDA0003308790910000011
Figure FDA0003308790910000021
其中,fu()是负荷变化和燃料量的关系函数,fp()是负荷变化和主汽压力的关系函数,LDTRG是负荷目标值,LDT0是T0时刻的负荷设定值,UP是稳态负荷下主汽压力变化一个单位所需的燃料量,u是动态前馈作用时间内的燃料供给速率。
4.如权利要求1所述的动态前馈方法,其特征在于:
所述根据负荷变化速率v、所述时间差DT和所述燃料总量den_T0确定动态前馈作用时间T,包括:
通过下述公式(2)确定动态前馈作用时间T;
Figure FDA0003308790910000022
其中,f(x)是折线函数。
5.如权利要求1所述的动态前馈方法,其特征在于:
为每一个子时段设定对应的燃料供给速率,包括:
对任意一个子时段Ti,该子时段对应的燃料供给速率ui采用以下公式(3)确定:
Figure FDA0003308790910000023
其中,1≤i≤M,M是子时段的总数,Ti=T/M,M大于或等于2。
6.如权利要求1所述的动态前馈方法,其特征在于:
为每一个子时段设定对应的燃料供给速率后,所述方法还包括:
根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则,对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理,将经过模糊化处理后的燃料供给速率作为最终的燃料供给速率。
7.如权利要求6所述的动态前馈方法,其特征在于,
根据主汽压力偏差和主汽压力偏差的变化速率确定模糊规则,包括:执行以下步骤a至e;
步骤a:确定模糊算法的两路输入和一路输出;其中,两路输入分别是主汽压力偏差DP和主汽压力变化速率RP,一路输出为修正系数F;
步骤b:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在确切量论域范围内的等级量;
步骤c:确定主汽压力偏差、主汽压力变化速率和修正系数在模糊量论域范围内的等级量;
步骤d:根据主汽压力偏差和主汽压力变化速率在确切量论域范围和模糊量论域范围内的等级量确定模糊子集列表;
步骤e:根据所述模糊子集列表建立模糊规则表。
8.如权利要求7所述的动态前馈方法,其特征在于:
对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率进行模糊化处理,包括以下步骤:
获取模糊算法的模糊规则表;
对T时间内每一个子时段对应的燃料供给速率u,根据当前主汽压力偏差和主汽压力变化速率查找所述模糊规则表得到修正系数F;
将燃料供给速率u和修正系数F的乘积作为模糊化处理后的燃料供给速率;
其中,所述模糊算法包括两路输入和一路输出,两路输入分别是主汽压力偏差和主汽压力变化速率,一路输出是修正系数。
9.发电机组协调控制系统动态前馈装置,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被所述处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
10.计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有发电机组协调控制系统动态前馈程序,所述发电机组协调控制系统动态前馈程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的发电机组协调控制系统动态前馈方法的步骤。
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