專利名稱：輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著火力機組的大容量化，當(dāng)機組的重要輔機發(fā)生故障時，對電網(wǎng)的影響和沖擊也越來越大，機組的安全穩(wěn)定運行關(guān)系著電網(wǎng)的安全，為了提高電廠和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，當(dāng)機組主要輔機故障跳閘造成機組實發(fā)功率受到限制時(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在自動狀態(tài))，為適應(yīng)設(shè)備出力，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)強制將機組負荷減到尚在運行的輔機所能承受的負荷目標(biāo)值。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的該功能稱為輔機故障減負荷(RUNBACK)，簡稱RB，RB功能設(shè)計的目的是自動處理故障并自動將機組的負荷降至與當(dāng)前運行設(shè)備允許出力對應(yīng)的目標(biāo)，維持機組的主要參數(shù)在允許的范圍內(nèi)，避免機組的保護動作，保證機組和電網(wǎng)的安全運行。在RB發(fā)生瞬間及RB發(fā)生過程中的一段時間內(nèi)，由于輔機跳閘，過程變量瞬間發(fā)生大幅度變化，系統(tǒng)控制器極易發(fā)生積分飽和，這是因為由于平衡塊的作用，如圖1，正常情況下平衡塊輸出X，兩側(cè)輸出UA=yl=xl=x土z ;UB=y2=x2=xz，突然一側(cè)輔機跳閘，由于平衡塊和偏置邏輯的功能，會把跳閘側(cè)輔機的指令疊加到未跳閘側(cè)輔機的指令上，使偏置z=x，產(chǎn)生xl=2x(或x2=2x)的過程變量,這個變量可能會產(chǎn)生超過輔機最大出力的一個指令,這時候未跳閘側(cè)輔機若要回調(diào)，則必須要經(jīng)過一個空行程的回調(diào)，這個空行程便產(chǎn)生了飽和， 在飽和區(qū)域會使自動調(diào)節(jié)失去控制作用，這就需要RB控制功能設(shè)計合理，重要的是控制器具有抗積分飽和功能，否則引起調(diào)節(jié)不及時，引起機組跳機，對電力生產(chǎn)及電網(wǎng)安全極為不利。一個好的RB邏輯設(shè)計是能夠使系統(tǒng)能夠經(jīng)受得起大幅度的波動并保持在可控范圍內(nèi)。常見的RB工況有一次風(fēng)機跳閘、送引風(fēng)機跳閘、給水泵跳閘、空預(yù)器及磨煤機跳閘等。以下是火力機組中常規(guī)的抗積分飽和方法如圖I所示，以A側(cè)為例，在RB發(fā)生瞬間， 觸發(fā)控制器產(chǎn)生跟蹤數(shù)值，數(shù)值為，但是輔機B跳閘后，輸出為零，故此時控制器跟蹤數(shù)值變?yōu)?，此時偏置邏輯也被強制輸出為，手操器輸出為，完成抗積分飽和功能。在火力發(fā)電機組中，常用的RB抗積分飽和邏輯設(shè)計是當(dāng)RB發(fā)生時，把RB信號引入到邏輯當(dāng)中以實現(xiàn)抗積分飽和的功能，圖I這種設(shè)計只能實現(xiàn)RB發(fā)生瞬間的抗積分飽和，但在RB過程中直至復(fù)位之前的一段時間內(nèi)，若輔機出力較小或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，仍會出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象，此時可能會導(dǎo)致反向調(diào)節(jié)時間慢，其次，若是輔機出力較大，沒有發(fā)生飽和現(xiàn)象，此時RB信號仍然會動作，產(chǎn)生一個反向跟蹤信號，會使系統(tǒng)有震蕩，對調(diào)節(jié)不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法，該控制方法不采用RB信號來觸發(fā)，在手操器前面相應(yīng)的增加了限幅器，根據(jù)指令與輔機出力進行比較來觸發(fā)，當(dāng)另一側(cè)輔機發(fā)生跳閘或故障且本側(cè)輔機在自動狀態(tài)時，引起本側(cè)出力突然增大，在本側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，若是超過本側(cè)出力，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，直至消除積分飽和，具體實現(xiàn)方法如下
步驟I :當(dāng)A、B側(cè)都在自動狀態(tài)時，平衡塊輸出X，兩側(cè)輸出UA=yl=xl=x土z ( hi ； UB=y2=x2=xz ( h2;其中UA表示輔機A指令；yl表示輔機A限幅之后的指令；xl表示輔機A限幅之前的指令；x表示控制器計算出的指令值；hi表示輔機A最大出力；UB表示輔機B指令；y2表示輔機B限幅之后的指令；x2表示輔機B限幅之前的指令；h2表示輔機B 最大出力；z表示偏置指令，用以調(diào)整輔機出力的大??；s表示一個正數(shù)，是經(jīng)驗值；
步驟2 :若B側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘且A側(cè)輔機在自動狀態(tài)時,引起A側(cè)出力突然增大， 在A側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)即xl-hl s，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是超過本側(cè)出力xl-hl > s時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，控制器跟蹤輸出為x=hl/2，然后根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，完成抗積分飽和；
步驟3 :若A側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘且B側(cè)輔機在自動狀態(tài)時,引起B(yǎng)側(cè)出力突然增大， 在B側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)即x2-h2 s，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是超過本側(cè)出力x2-h2 > s時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，控制器跟蹤輸出為x=h2/2，然后根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，完成抗積分飽和。所述步驟2或3中，根據(jù)減負荷的情況自動調(diào)整的方法如下輔機跳閘后，系統(tǒng)計算出一個與之匹配的負荷指令，該指令傳遞給系統(tǒng)設(shè)定值SP，同時系統(tǒng)過程變量PV發(fā)生變化，控制器會根據(jù)新的SP和PV計算輔機的出力，從而完成抗積分飽和。本發(fā)明的有益效果
I、火電機組輔機故障時，能快速有效的降低負荷，維護機組安全和電網(wǎng)安全。2、在RB過程中直至復(fù)位之前的一段時間內(nèi)，如若輔機問題或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，此設(shè)計仍能產(chǎn)生抗積分飽和功能。3、若是輔機出力較大，低于單側(cè)輔機的最大出力時，RB就不會觸發(fā)控制器進行跟蹤，避免系統(tǒng)的震蕩，有利于調(diào)節(jié)。4、有利于維護輔機設(shè)備的安全運行。


圖I為火力機組中常規(guī)RB控制方案；
圖2為本發(fā)明采用的方案；
圖3為B側(cè)輔機跳閘控制方案流程其中sp:系統(tǒng)設(shè)定值；pv:系統(tǒng)過程變量；RB RB置位信號；UA :輔機A指令；UB 輔機B指令；TS:跟蹤切換；TR:跟蹤值。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。在一個實際的數(shù)字量PID控制系統(tǒng)中，控制量的變化因受執(zhí)行機構(gòu)或執(zhí)行元件的物理和機械特性的約束(如閥門開度)而限制在一定有效行程范圍內(nèi)
UminUmax
當(dāng)輸出的控制量在這個范圍內(nèi)時，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)，一旦控制量超出這個限制范圍，執(zhí)行機構(gòu)的動作不再是控制系統(tǒng)的計算量，當(dāng)反調(diào)時控制量需要相當(dāng)一段時間脫離飽和區(qū)，因此造成系統(tǒng)大幅度超調(diào)，對系統(tǒng)調(diào)節(jié)不利，積分飽和增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的時間。如圖2所示是本發(fā)明所采用控制方案，其不采用RB信號來觸發(fā)，在手操器前面加了兩個限幅器，根據(jù)指令與輔機出力進行比較來觸發(fā)，當(dāng)另一側(cè)輔機發(fā)生跳閘或故障且本側(cè)輔機在自動狀態(tài)時，引起本側(cè)出力突然增大，在本側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)時 (xl-hl s)，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，若是超過本側(cè)出力(xl-hl > s)時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，直至消除積分飽和，具體功能實現(xiàn)如下解釋
當(dāng)A、B側(cè)都在自動狀態(tài)時，正常情況下平衡塊輸出X，兩側(cè)輸出UA=yl=xl=x±Z<hl ； UB=y2=x2=xz ^ h2。以B側(cè)跳閘為例，流程圖如圖3所示，此時若是B側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘，此時由于平衡塊和偏置邏輯的功能使Z=X,由于Xl=X土z,故xl=2x,此時，若是xl<hl， 即xl-hl s，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，則yl=xl，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是xl>hl，即 xl-yl>s(s>0)，觸發(fā)抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，又由于yl最大只能輸出hl，即 yl=hl,則使控制器跟蹤輸出為x=hl/2，又因為Z= hl/2,所以yl=hl，保持輔機的最大出力， 完成抗積分飽和功能，同時控制器根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，即輔機跳閘后，系統(tǒng)計算出一個與之匹配的負荷指令，這個指令會影響或傳遞給sp，同時系統(tǒng)狀態(tài)因輔機跳閘會改變，從而影響pv，控制器會根據(jù)新的sp和pv計算輔機的出力，從而進入到新的平衡狀態(tài)。同樣若是A側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘且B側(cè)輔機在自動狀態(tài)時，引起B(yǎng)側(cè)出力突然增大，在B側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)即x2-h2 s，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是超過本側(cè)出力x2-h2 > s時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，控制器跟蹤輸出為x=h2/2，又因為Z= h2/2,所以y2=h2，保持輔機的最大出力，然后根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，即輔機跳閘后，系統(tǒng)計算出一個與之匹配的負荷指令，這個指令會影響或傳遞給sp，同時系統(tǒng)狀態(tài)因輔機跳閘會改變，從而影響pv，控制器會根據(jù)新的sp和pv計算輔機的出力，從而進入到新的平衡狀態(tài)。RB控制對提高機組的自動處理故障功能尤其在大型發(fā)電廠有著廣泛的應(yīng)用，如果 RB功能設(shè)計不當(dāng)，會引發(fā)輔機跳閘后機組參數(shù)運行不當(dāng)而影響機組穩(wěn)定運行，甚至發(fā)生跳機事故。因此，完善的RB功能設(shè)計對提高機組行可靠性和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的意義。這種臨界值比較法抗積分飽和功能同輔機的最大出力結(jié)合起來，并能實現(xiàn)在整個RB 過程中的動態(tài)控制功能，使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定和健壯。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法，其特征是，該控制方法不采用 RB信號來觸發(fā)，在手操器前面相應(yīng)的增加了限幅器，根據(jù)指令與輔機出力進行比較來觸發(fā)， 當(dāng)另一側(cè)輔機發(fā)生跳閘或故障且本側(cè)輔機在自動狀態(tài)時，弓I起本側(cè)出力突然增大，在本側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，若是超過本側(cè)出力，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，直至消除積分飽和，具體實現(xiàn)方法如下步驟I :當(dāng)A、B側(cè)都在自動狀態(tài)時，平衡塊輸出X，兩側(cè)輸出UA=yl=xl=x土Z ( hi ； UB=y2=x2=xz ( h2;其中UA表示輔機A指令；yl表示輔機A限幅之后的指令；xl表示輔機A限幅之前的指令；x表示控制器計算出的指令值；hi表示輔機A最大出力；UB表示輔機B指令；y2表示輔機B限幅之后的指令；x2表示輔機B限幅之前的指令；h2表示輔機B 最大出力VL表示偏置指令，用以調(diào)整輔機出力的大小;s表示一個正數(shù)，是經(jīng)驗值；步驟2 :若B側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘且A側(cè)輔機在自動狀態(tài)時,引起A側(cè)出力突然增大， 在A側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)即xl-hl s，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是超過本側(cè)出力xl-hl > s時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，控制器跟蹤輸出為x=hl/2，然后根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，完成抗積分飽和；步驟3 :若A側(cè)輔機發(fā)生故障或跳閘且B側(cè)輔機在自動狀態(tài)時,引起B(yǎng)側(cè)出力突然增大， 在B側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)即x2-h2 s，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，系統(tǒng)沒有觸發(fā)抗積分飽和功能，系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)；若是超過本側(cè)出力x2-h2 > s時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，控制器進行反向跟蹤，控制器跟蹤輸出為x=h2/2，然后根據(jù)減負荷的情況進行自動調(diào)整，完成抗積分飽和。
2.如權(quán)利要求I所述的輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法，其特征是，所述步驟2或3中，根據(jù)減負荷的情況自動調(diào)整的方法如下輔機跳閘后，系統(tǒng)計算出一個與之匹配的負荷指令，該指令傳遞給系統(tǒng)設(shè)定值sp，同時系統(tǒng)過程變量pv發(fā)生變化，控制器會根據(jù)新的SP和PV計算輔機的出力，從而完成抗積分飽和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔機故障減負荷過程中抗積分飽和的控制方法，其不采用RB信號來觸發(fā)，在手操器前面加了兩個限幅器，根據(jù)指令與輔機出力進行比較來觸發(fā)，當(dāng)另一側(cè)輔機發(fā)生跳閘或故障且本側(cè)輔機在自動狀態(tài)時，引起本側(cè)出力突然增大，在本側(cè)輔機出力允許的范圍內(nèi)時，不產(chǎn)生抗積分飽和動作，若是超過本側(cè)出力時，則產(chǎn)生抗積分飽和功能，直至消除積分飽和。本發(fā)明在火電機組輔機故障時，能快速有效的降低負荷；在RB過程中直至復(fù)位之前的一段時間內(nèi)，如若輔機問題或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，此設(shè)計仍能產(chǎn)生抗積分飽和功能。若是輔機出力較大，低于單側(cè)輔機的最大出力時，RB就不會觸發(fā)控制器進行跟蹤，避免系統(tǒng)的震蕩；有利于維護輔機設(shè)備的安全運行。
文檔編號G05B11/42GK102591201SQ20121002806
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者孟祥榮, 龐向坤, 李華東, 郎澄宇, 韓英昆 申請人:山東電力研究院