火電機(jī)組快速變負(fù)荷控制方法研究.pdf

1、風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型電力能源近些年來(lái)發(fā)展迅速，然而其隨機(jī)性、波動(dòng)性很大，易對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。因此不斷提高傳統(tǒng)火電機(jī)組的變負(fù)荷能力，使得電網(wǎng)能夠大規(guī)模地接納新能源電力，已成為目前火電機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)所研究的熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)汽包爐機(jī)組相比，當(dāng)前應(yīng)用頗為廣泛的直流爐機(jī)組在鍋爐側(cè)的蓄熱較小，其協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通常采用汽輪機(jī)跟隨方式，負(fù)荷響應(yīng)的速度較慢。因此，針對(duì)大容量高參數(shù)的直流爐機(jī)組，開(kāi)展快速變負(fù)荷控制策略的研究，具有重要意義。
　　本文所研究的直

2、流爐機(jī)組快速變負(fù)荷控制策略主要包括兩個(gè)方面:一是基于穩(wěn)定逆的前饋控制結(jié)構(gòu)，利用燃料量指令和總給水流量的超前變化，改善鍋爐側(cè)對(duì)負(fù)荷響應(yīng)的滯后。先對(duì)前人建立的直流爐機(jī)組三階非線(xiàn)性模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，再利用非線(xiàn)性對(duì)象的穩(wěn)定逆原理求解前饋控制量，使得機(jī)組的三個(gè)輸出參數(shù)可以快速到達(dá)設(shè)定值附近。二是在傳統(tǒng)“機(jī)跟爐”協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上增加凝結(jié)水節(jié)流通道，通過(guò)調(diào)整凝結(jié)水的流量快速改變機(jī)組負(fù)荷。前人已對(duì)凝結(jié)水節(jié)流的原理及其調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷的特性作出了研究，本文的主要

3、工作是改進(jìn)雙重控制結(jié)構(gòu)，一方面有效控制快反應(yīng)通道——凝結(jié)水節(jié)流環(huán)節(jié)，直接加快機(jī)組變負(fù)荷初期的響應(yīng)速率，另一方面在慢反應(yīng)通道——傳統(tǒng)“機(jī)跟爐”系統(tǒng)負(fù)荷反饋控制環(huán)節(jié)中，增添對(duì)除氧器水位的控制，避免凝結(jié)水節(jié)流造成除氧器的水位波動(dòng)過(guò)大，進(jìn)而保證機(jī)組運(yùn)行的安全性。除上述兩點(diǎn)之外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中另外兩個(gè)輸出參數(shù)的有效控制，保證整個(gè)系統(tǒng)的控制性能，本文還研究了一種多變量解耦控制器，用來(lái)消除汽水分離器出口蒸汽比焓與汽輪機(jī)入口蒸汽壓力之間的耦合