3.1 锅炉指令动态分量的逻辑实现
负荷设定值偏差由机组负荷目标值减去实际负荷设定值产生,机组负荷目标值的改变是阶跃的,而实际负荷设定值则受机组变负荷速率的限制,是一个缓变量。当机组接受AGC负荷指令增减负荷时,负荷设定值偏差将产生一个阶跃的响应,并随实际负荷设定值的匀速变化而匀速减小,经函数关系转换后,最终产生锅炉燃料量指令动态分量的前馈模型。燃料量的阶跃变化限速率应低于机组的RB速率,并在保证机组各项参数调节品质满足要求的前提下整定。
图3中虚线部分是针对负荷指令小幅改变时,系统调节周期短,参数易超调而特殊设计的,同时也避免了AGC连续调节过程中出现不连续的前馈指令。该设计通过一套逻辑记忆回路构成增减方向的自适应浮动门槛值,实现并充分考虑了各记忆点在工况发生瞬间改变及指令连续递变或反转时的及时复归与重置功能。
时间点t0是机组负荷指令变化后的实际负荷过零点,该点是通过判断目标负荷与负荷设定值、负荷设定值与实际负荷值两组偏差是否同时同向过零产生的。该功能可保证机组负荷在外扰或参数偏离工况下能及时修正和过零。负荷过零后,锅炉指令通过惯性衰减,平衡炉内能量供需,抑制汽压超调,在调门的配合下使机组快速稳定于目标负荷点。
3.2 滑压段调门回位设计缩短机组稳定时间
机组运行在滑压段和定压段对汽机调门的动作要求有所不同,定压运行时调门开度与机组负荷存在线性的对应关系,根据该对应关系即可确定汽机主控的前馈曲线;但对于滑压运行,各负荷点的对应调门开度基本不变,必须重新整定该段的函数关系,以提供适当的前馈作用。笔者采用了比定压段斜率略小的对应实际负荷设定值的线性函数作为机组滑压段的前馈曲线,保证了负荷的快速持续响应。但是,若调门开度偏离滑压运行的设计开度后不能及时回位,就会造成机组经济性的下降而失去了机组滑压运行的意义。以升负荷为例,当机组负荷达到目标值后,随着主汽压的提升负荷将进一步超调,此时利用汽机主控前馈信号的回位设计,一方面可有效抑制负荷的超调,提高控制精度,另一方面将调整锅炉蓄热状态,在锅炉指令动态超前量逐渐消退的同时维持主汽压力跟随汽压设定值模型缓慢上升。在变负荷过程结束,负荷汽压达到目标值时,汽机调门将回归到设计的经济平衡点。该设计利用前馈模型的巧妙处理加快了锅炉蓄热状态的恢复,缩短了机组的稳定时间,使机组尽快进入经济运行状态。
设计思想的逻辑实现如图4框图所示,其中函数F1(x)代表全过程汽机调门开度与机组负荷的实际对应关系,函数F2(x)则是负荷变化过程中实际作用的前馈模型,由上述定压段与滑压段的前馈曲线组合而成。当负荷设定值发生改变时,参数设置模块“ADAPT”将积分器的积分强度置为0,则积分器的输出直接来自其前馈F2(x)的输出,汽机主控即以设计的前馈模型开始动作;当机组负荷到达目标值后,积分强度切换为参数A,则汽机主控的前馈信号将在积分器积分作用下缓慢回调至F1(x)所设置的经济工作点,机组恢复经济运行。
来源:浙江省电力试验研究所