mw 單元機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)仿真研究

1、300MW單元機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的仿真研究單元機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的仿真研究江建鋒1潘維加2（1、耒陽(yáng)電廠，湖南衡陽(yáng)4218002、長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410077）摘要摘要:針對(duì)目前300MW單元火力發(fā)電機(jī)組已有的三種協(xié)調(diào)運(yùn)行方式，運(yùn)用MATLAB工具對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)的仿真研究，并對(duì)每種運(yùn)行方式進(jìn)行了擾動(dòng)試驗(yàn)及系統(tǒng)魯棒性的分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:300MW單元火力發(fā)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型協(xié)調(diào)控制仿真魯棒性Simulationst

2、udyingaboutthecodinatedcontrolsystemof300MWunitpowerJiangJianfeng1PanWeijia2(1HunanprovinceLeiYangPowerPlantHengyang421800China2、ChangshaUniversityofScienceTechnologyChangsha410077China)Abstract:Aimingatthethreekindsofco

3、dinatedrunmannersexitingintoday’s300MWunitthermalpower.TosomemathematicalmodelwemakesimulationstudyingaboutthemaincodinatedcontrolsystembyusingthetoolofMATLAB.westudythedisturbinfluenceofeachrunmannersmakerobustnesstesto

4、fthecodinatedcontrolsystem.Keywds:300MWunitthermalpowerMathematicalmodelCodinatedcontrolSimulationRobustness1、概述概述當(dāng)前，隨著大型發(fā)電機(jī)組的日益增多，大容量機(jī)組的汽機(jī)和鍋爐都是采用單元制運(yùn)行方式即一臺(tái)汽機(jī)配一臺(tái)鍋爐。在這種運(yùn)行方式下，鍋爐和汽機(jī)、發(fā)電機(jī)已結(jié)合成一個(gè)聯(lián)合的調(diào)節(jié)對(duì)象，以其內(nèi)部的協(xié)調(diào)配合來(lái)最大限度地滿足電網(wǎng)的負(fù)荷要求

5、。協(xié)調(diào)機(jī)組的內(nèi)部關(guān)系，就也成為單元機(jī)組主控系統(tǒng)所要解決的問(wèn)題。單元機(jī)組主控系統(tǒng)是討論整個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的核心，是整個(gè)單元機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前置裝置，它把外部對(duì)單元機(jī)組的負(fù)荷要求信號(hào)進(jìn)行處理，使它轉(zhuǎn)化為適合于機(jī)、爐運(yùn)行狀態(tài)和變動(dòng)負(fù)荷能力并發(fā)出使機(jī)、爐配合動(dòng)作的指令。2、國(guó)廠、國(guó)廠300MW燃煤機(jī)組的動(dòng)態(tài)燃煤機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型特性數(shù)學(xué)模型2.1數(shù)學(xué)模型[1][4]建模過(guò)程首先采用機(jī)理分析法得到機(jī)組的一組非線性模型在不同的負(fù)荷點(diǎn)上進(jìn)行線性化

6、處理通過(guò)仿真試驗(yàn)得到各主控制輸入下的階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)曲線最后用加權(quán)最小二乘法擬合出有關(guān)輸入輸出之間的傳遞函數(shù).使用的量綱系數(shù)為:ΔPTMPaΔNMWΔBthΔμ%(汽輪機(jī)同步器開(kāi)度).在100%負(fù)荷上的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型μTNEBPTW1111W12W21W22圖2.1機(jī)組對(duì)象特性方框圖PI1K––③解耦系數(shù)K:4~303.2.4最佳參數(shù)配置①汽機(jī)主控制器：δ=10ki=0.2②鍋爐主控制器：δ=1ki=0.01③解耦系數(shù)K=83.3對(duì)擾動(dòng)的仿真

7、與分析3.3.1在最佳參數(shù)配置下：①僅在對(duì)象前汽機(jī)側(cè)進(jìn)行內(nèi)擾實(shí)驗(yàn)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖3.3（a）所示；②僅在對(duì)象后汽機(jī)側(cè)進(jìn)行內(nèi)擾實(shí)驗(yàn)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖3.3（b）所示；③僅在對(duì)象前鍋爐側(cè)進(jìn)行內(nèi)擾實(shí)驗(yàn)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖3.4（a）所示；④僅在對(duì)象后鍋爐側(cè)進(jìn)行內(nèi)擾實(shí)驗(yàn)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖3.4（b）所示3.3.2仿真結(jié)果圖3.3（a）對(duì)象前汽機(jī)圖3.4（a）對(duì)象前鍋爐側(cè)內(nèi)擾下響應(yīng)曲線側(cè)內(nèi)擾下響應(yīng)曲線圖3.3（b）對(duì)象后汽

8、機(jī)圖3.4（b）對(duì)象后鍋爐側(cè)內(nèi)擾下響應(yīng)曲線側(cè)內(nèi)擾下響應(yīng)曲線3.4魯棒性試驗(yàn)3.4.1在只有壓力處來(lái)擾動(dòng)時(shí)，改變汽機(jī)側(cè)對(duì)象的參數(shù)進(jìn)行魯棒性試驗(yàn)，仿真后可得汽機(jī)側(cè)對(duì)象參數(shù)的變化范圍為K：0.0139~0.556；T：7~4903.4.2在只有功率處來(lái)擾動(dòng)時(shí)，改變鍋爐側(cè)對(duì)象的參數(shù)進(jìn)行魯棒性試驗(yàn)，仿真后可得鍋爐側(cè)對(duì)象參數(shù)的變化范圍為K：0.4138~4.138；T：300~5004、機(jī)跟爐控制方案的仿真研究、機(jī)跟爐控制方案的仿真研究4.1原理方

9、框圖（如圖4.1）P0μPTN0ＢNE圖4.1機(jī)跟爐控制方案原理方框圖4.2仿真結(jié)果及其分析4.2.1在Matlab的工作界面下，根據(jù)圖4.1所示將仿真方框圖連接好。①僅當(dāng)功率來(lái)擾動(dòng)時(shí)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖4.2（a）所示；②僅當(dāng)功率來(lái)擾動(dòng)時(shí)，機(jī)爐兩側(cè)的響應(yīng)輸出如圖4.2（b）所示；4.2.2仿真過(guò)程中現(xiàn)象分析。①當(dāng)機(jī)爐主控器中的比例增益增大時(shí)汽機(jī)側(cè)響應(yīng)輸出的超調(diào)量將減小趨于穩(wěn)態(tài)的時(shí)間變大鍋爐側(cè)響應(yīng)輸出并沒(méi)有明顯的變化當(dāng)積分增益增大時(shí)