一种母管制电厂AGC协调控制方法与流程

专利2025-12-29  8


本发明涉及自动控制,尤其涉及一种母管制电厂agc协调控制方法。


背景技术:

1、热电厂根据锅炉生产蒸汽供应汽机的方式分为单元制和母管制生产,单元制生产是指一台锅炉生产蒸汽只供给对应的一台汽机,而母管制生产是指多台锅炉生产的蒸汽都送到同一蒸汽母管上,多台汽机从母管获得蒸汽进行发电。母管制机组在化工厂生产过程中,是最常见的运行方式,母管机组主要向化工生产过程提供稳定的电力和不同压力等级的蒸汽。通常化工厂的自备电厂虽然向电网送电,但是发电主要目的是供给工厂自用,过多或者过少的发电,对于工厂是不经济的。由于工厂用电设备做功时刻改变,这就导致了下电网的电量也是实时变化的,如果不及时调整电厂的发电量,就会造成工厂的发电与用电的不平衡。又由于自备电厂还需要向化工厂提供稳定的高压蒸汽,如果在调整汽机发电量的时候不兼顾蒸汽压力,会造成蒸汽波动。所以,需要设计合理的agc(自动发电控制)协调控制器,即可实现自备电厂发电量与下电网的电量平衡,又可保证蒸汽目标压力的稳定性。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明提供一种母管制电厂agc协调控制方法,该方法既可以实现电厂发电与用电的平衡,又可以保证蒸汽母管压力的稳定性,提高电厂发电的经济性。

2、一种母管制电厂agc协调控制方法,包括如下步骤:

3、步骤s01:获取各汽机发电量测量值、发电量被控上下限、主调阀开度当前值、主调阀控制上下限,计算各汽机发电量剩余能量空间,计算剩余能量空间最大值索引;

4、步骤s02:获取下电网发电量测量值、各汽机发电量,计算每台汽机欠发电量或过发电量,计算下电网发电量测量值与汽机总发电量差值;

5、步骤s03:根据步骤s01计算发电量剩余能量空间最大索引、步骤s02计算的发电量增减负荷,进行各汽机发电量设定值赋值;

6、步骤s04:根据高压蒸汽母管压力和各汽机发电量,对汽机主调阀进行控制。

7、进一步地,所述步骤s01具体包括如下步骤:

8、步骤s101:获取各汽机发电量测量值、发电量被控上下限、主调阀开度当前值、主调阀控制上下限;

9、步骤s102:计算各汽机发增加、减小发电量剩余能量空间;

10、各汽机增加发电剩余能量空间:

11、

12、各汽机减小发电剩余能量空间:

13、

14、其中,m表示第m台汽机,表示汽机增加发电剩余能量空间,表示汽机发电量被控上限,表示汽机发电量测量值,表示汽机主调阀控制上限,表示汽机主调阀当前值,表示汽机减小发电剩余能量空间,表示汽机发电量被控下限,表示汽机主调阀控制下限;

15、步骤s103:计算各汽机发增加、减小发电量剩余能量空间最大值索引;

16、汽机增加发电剩余能量空间最大值maxvalinc:

17、

18、汽机增加发电剩余能量空间最大值索引incm:

19、

20、汽机减小发电剩余能量空间最大值maxvaldec:

21、

22、汽机减小发电剩余能量空间最大值索引decm:

23、

24、进一步地,所述步骤s02具体包括如下步骤:

25、步骤s201:获取下电网发电量测量值、各汽机发电量设定值;

26、步骤s202:根据各汽机发增加、减小发电量剩余能量空间,对于欠发电量或过发电量的汽机进行能量回收。

27、对于母管制机组,汽机一方面需要进行发电,另一方面需要通过抽汽给用汽单元供汽。由于汽机抽汽会影响汽机发电,所以当某台汽机通过大量抽汽进行供汽时,会导致该汽机的主调阀即使开到上限,汽机的发电量也无法到达设定值,此时,需要把该汽机发电量超过测量值的设定值进行回收,并分配给其它有足够能量裕度的汽机。反之,当某台汽机通过减小抽汽时,会导致该汽机的主调阀即使关到下限,汽机的发电量也无法到达设定值,此时,需要把该汽机发电量低于测量值的设定值进行回收,并分配给其它有足够能量裕度的汽机。

28、当时,进行汽机欠发电量能量回收,汽机发电量新设定值为:

29、

30、其中,m表示第m台汽机,表示汽机增加发电剩余能量空间,发电量能量回收后汽机发电量新设定值,表示汽机发电量当前设定值,wta(m)能量回收权重系数,表示汽机发电量当前测量值。

31、当时,汽机过发电量能量回收,汽机发电量新设定值为:

32、

33、其中,m表示第m台汽机,表示汽机减小发电剩余能量空间,发电量能量回收后汽机发电量新设定值,表示汽机发电量当前设定值,wtb(m)能量回收权重系数,表示汽机发电量当前测量值。

34、步骤s203:计算下电网发电量测量值与汽机总发电量差值;

35、下电网发电量测量值与汽机总发电量差值:

36、

37、其中,表示下电网发电量测量值,

38、δpg power汽机总发电量差值,表示第i台汽机发电量设定值,basis表示偏置,m表示汽机台数。

39、进一步地,步骤s03具体包括如下步骤:

40、步骤s301:获取各汽机发电量设定值、发电量被控上下限、发电量升降速率设定值;

41、步骤s302:根据步骤s02计算的结果,具体为步骤s202,判断当前升降负荷情况,

42、当δpg power>0时,汽机发电设定值赋值计算为:

43、

44、其中,incm表示第incm台汽机,表示汽机新设定值,表示汽机当前设定值,δpg power下电网发电量测量值与汽机总发电量差值,step表示汽机发电量设定值改变最大步幅,表示汽机被控下限,表示汽机被控上限。

45、当δpg power<0,汽机发电设定值赋值计算为:

46、

47、其中,decm表示第decm台汽机,表示汽机新设定值,表示汽机当前设定值,δpg power下电网发电量测量值与汽机总发电量差值,step表示汽机发电量设定值改变最大步幅,表示汽机被控下限,表示汽机被控上限。

48、进一步地,所述步骤s302中,当升负荷时,赋值给汽机增加发电剩余能量空间最大的汽机,当降负荷时,赋值给汽机减小发电剩余能量空间最大的汽机。

49、进一步地,所述步骤s04具体包括如下步骤:

50、步骤s401:获取高压蒸汽母管压力测量值和设定值,计算高压蒸汽母管压力测量值变化速率、测量值和设定值偏差,并加权求和;

51、高压蒸汽母管压力测量值变化速率:

52、

53、高压蒸汽母管压力测量值变化速率:

54、

55、加权求和,算出高压蒸汽母管压力控制器输出:

56、

57、其中,n表示当前周期,n-1表示上个周期,表示当前高压蒸汽母管压力测量值,表示高压蒸汽母管压力设定值,wtc表示高压蒸汽母管压力测量值变化速率权重系数,wtd表示高压蒸汽母管压力测量值变化速率权重系数。

58、步骤s402:计算各汽机发电量测量值变化速率、测量值和设定值偏差,并加权求和;

59、各汽机发电量测量值变化速率:

60、

61、各汽机发电量测量值和设定值偏差:

62、

63、加权求和:

64、

65、其中,n表示当前周期,n-1表示上个周期,第m台汽机发电量当前测量值,表示第m台汽机发电量设定值,wte(m)表示第m台汽机发电量测量值变化速率权重系数,wtf(m)表示第m台汽机发电量测量值和设定值偏差权重系数;

66、步骤s403:根据步骤s401和s402加权结果进行汽机主调阀进行控制;优先级切换控制

67、(1)当时,且输出的汽机主调阀:

68、

69、(2)当时,且输出的汽机主调阀:

70、

71、其中,高压蒸汽母管压力控制器输出,outm表示第outm台汽机,表示汽机主调阀最终输出值,表示汽机主调阀当前值。

72、(3)当上述“(1)”和“(2)”都不满足时,汽机主调阀保持不变,该原因是由于锅炉大滞后特性导致锅炉产汽量不能满足用汽量需要,此时,用汽量的控制采用现有的电厂母管协调控制及轮询递归分配方法,该方法为现有技术,例如可采用cn114488781a,一种电厂母管协调控制及轮询递归分配方法进行锅炉侧控制,等待几个周期后,待锅炉蒸汽负荷满足用汽需求后即可实现“(1)”或“(2)”。

73、与现有技术相比,本技术方案具有以下特点:

74、(1)实现了母管制机组agc协调控制,使母管制机组发电量满足工厂用电平衡;

75、(2)根据汽机发电量剩余能量空间大小,对欠发电或者过发电的汽机进行发电目标值回收;

76、(3)根据发电剩余能量空间大小,实现各汽机能量平衡控制;

77、(4)在进行汽机平衡发电时,优先保证高压母管压力的稳定性。


技术特征:

1.一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,所述步骤s01具体包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,所述步骤s02具体包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,步骤s03具体包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,所述步骤s302中,当升负荷时,赋值给汽机增加发电剩余能量空间最大的汽机,当降负荷时,赋值给汽机减小发电剩余能量空间最大的汽机。

6.根据权利要求1所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,所述步骤s04具体包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的一种母管制电厂agc协调控制方法,其特征在于,


技术总结
一种母管制电厂AGC协调控制方法,涉及自动控制技术领域,包括如下步骤:步骤S01:计算各汽机发电量剩余能量空间,计算剩余能量空间最大值索引;步骤S02:计算每台汽机欠发电量或过发电量,计算下电网发电量测量值与汽机总发电量差值;步骤S03:计算发电量剩余能量空间最大索引、计算的发电量增减负荷,进行各汽机发电量设定值赋值;步骤S04:根据高压蒸汽母管压力和各汽机发电量,对汽机主调阀进行控制。本发明既可以实现电厂发电与用电的平衡,又可以保证蒸汽母管压力的稳定性,提高电厂发电的经济性。

技术研发人员:苏宝玉,臧春华,马传山,康朔,李振杰,陈香归,崔承威,赵伟业
受保护的技术使用者:沈阳昱铖科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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