摘要：文章针对目前超临界机组所表现出来的蓄热利用能力差以及蓄压变化呈现出非线性特点等特点，为了提高超临界机组的协调控制特性以及变负荷过程中的热量平衡能力，在对超临界机组的被控对象特性进行分析之后，研究控制量和被控量关系选取，并提出了提高和优化超临界机组协调控制的策略。
关键词：超临界机组；协调控制特性；控制策略
1引言
近年来随着我国经济的快速发展，我国社会的用电负荷在不断增加，给电力企业带来加大的压力和挑战，因此，我国在不断增加发电企业规模和装机容量的同时，发电机组参数也在随之增加，超临界以及超超临界机组的应用数量逐渐增多，对发电机组的协调控制和稳定运行提出了较高的要求。这主要是由于超临界机组中的锅炉通常具有较小的蒸发区容积以及较弱的蓄热利用能力，这就会导致蓄压变化会表现出非线性的特点并降低超临界机组的负荷相应速度，但是同时超临界机组的协调控制对变负荷过程中的热量平衡能力具有较高的要求，这就需要加强对超临界组主控关系参数的分析，对相应的控制器和调节回路进行改进来实现机组控制容错性和协调性的提高。
2被控对象特性
在超临界机组中的运行过程中，给水的物理性质主要分为加热段、过热段和蒸发段三个部分。每个部分的流程长度会随着给水、汽轮机调门开度以及燃料等的不同而发生变化，这就会直接影响压力、温度以及功率的变化。超临界机组运行过程中根据工质物理性质的不同还可以分为超临界以及亚临界两种工况，而且燃烧率以及蒸发点迁移都会随着运行工况的不同而呈现出不同的数值，这就会导致超临界机组表现出显著的多参量非线性特征。因此对于超临界机组的被控对象来说，就可以被看作是三输入三输出，并且具有较强的耦合特性，其工质内部还具有非线性特性，因此导致其控制策略比较特殊且比较复杂。
3控制量与被控量关系选取分析
为了确保控制方案的成功，首先就需要对控制量和被控量的关系进行合理选取，而且为了确保机组的稳定运行，在对汽压进行控制时可以通过对汽轮机调门控制的方式来实现，而且通常不会对汽温产生交叉影响。为了实现上述效果通常需要在超临界机组的协调控制系统进行动态补偿环节的增设。而且在机组处于稳态运行的状态时，影响功率的主要因素或者说是唯一的因素就是燃料因素，然后会对机组运行工况的影响具有滞后性的特点，这就需要通过对前馈进行微分并且将其与负荷指令进行结合的方式来作为燃料的粗调指令进行调节和控制。在超临界机组的协调控制中汽温控制具有较大的难度，主要是由于在对给水进行直接利用而实现对汽温的调节控制中会降低机组变负荷的稳定性，这就对控制系统中针对燃水比变化时所反映出的信号的准确性提出了较高的要求。在超临界机组协调控制中，为了对给水控制的成效进行提高，需要对焓这一工质参量进行引入，并且通过焓值来对汽温进行调节控制。
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4超临界机组协调控制策略
4.1调整水煤的动态平衡关系
在对超临界机组进行协调控制时为了对水煤配比的合理性进行确保，需要通过煤水接受的锅炉主控指令之外，还要设置给水质量和燃煤指令的超前前馈回路，并且对这两种回路进行分开设置。在上述系统的运行过程中，在对幅值和时序进行分配时，为了确保其太哦恒分配的科学型，就需要以分离器的出口温度响应情况作为依据，这样就可以实现超临界机组在运行的动态过程中保持热量的平衡。而且在超临界机组的锅炉运行中，通过对现场整定数据的经验可以总结出，主要表现出燃料的初始超前量会有显著的增强，并且实现了给水超前两与燃煤超前量合理的相位差的保持。
4.2对超临界机组的蓄热变化适应性进行改善
在对超临界机组的协调控制策略进行制定和选择时，需要对其蓄热系统的变化特点进行总结和分析，并且以此作为依据来实现显著的变参数控制。如果锅炉运行中处于负荷比较高的时段，可以适当提高给水和燃料的前馈超前指令强度。但是由于机组的蓄热能力低于汽包炉，在对其进行协调控制时就可以适当减小汽轮机前馈指令变化速率，并增加给水和燃料的前馈超前指令初始变化梯度。也就是为了对超临界机组的蓄热变化适应性进行改善，可以在负荷变化初期对幅值进行适当的增大，然后在汽压响应之后再进行减小。
4.3焓水控制策略完善措施
针对超临界机组协调控制中的焓水控制，首先需要对汽轮机机组运行中的主控系统负荷调节分量的偏差进行尽量的降低，而且为了提高负荷调节的效率和精度，还需要对汽轮机主控系统负荷调节分量的配比系统进行设置。其次是为了实现有效的焓水控制，可以对气压控制精度进行降低，就是在滑压变负荷的初期阶段，通过方向来进行气压的设定然后实现通过对汽轮机进行正向调节来实现对超临界锅炉蓄热的充分利用。最后就是对使用焓水控制其的比例调节功能进行合理设计，如果调节的偏差比较小，就会在汽轮机运行中对纯积分控制的形式进行利用，但是随着焓水控制偏离数值的不断增加，就需要对调节器的比例作用进行适当的提高来实现协调控制的目的。
4.4对过热度控制策略进行完善的措施
为了实现对超临界机组汽轮机运行中的过热度进行合理控制，首先需要对汽轮机燃料的超前上升量进行适当提高，这样就会补充汽轮机运行中所造成的蓄热损失。其次是可以对给水的超驰调整回路进行增加，然后对过热安全值进行合理设定，实现对超驰调节的目的。最后是可以对主控调节分量进行增加，实现过热度控制效率的提高，最终实现对过热度控制策略的完善。
5结语
在目前我国超临界机组的数量不断增多以及机组参数不断增加而提高超临界机组协调控制难度的形势下，为了实现超临界机组的稳定运行，在对其进行协调控制时需要重点对水煤配合进行调节来保证超临界机组锅炉热量的平衡。因此在对目前超临界机组协调控制方式进行分析和研究的基础上，从被控对象的特性、运行方式等方式对现有的协调控制策略进行该机拟合完善，对水煤的动态平衡关系进行调节、对超临界机组的蓄热变化适应性进行改善、对焓水控制策略以及对过热度控制策略进行完善，实现超临界机组协调控制成效的提高以及超临界机组锅炉的安全和稳定生产。
参考文献：
[1] 王兆华. 超临界机组协调控制特性与控制策略[J]. 自动化应用, 2018(1).
[2] 罗鹏. 火电厂协调控制系统建模及控制方法的研究[D]. 2016.
论文作者:白雪峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：机组论文; 超临界论文; 蓄热论文; 汽轮机论文; 负荷论文; 策略论文; 在对论文; 《电力设备》2018年第24期论文;