CN105183023B - 一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置，该方法包括：接收初始压力目标值，使初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；接收一压力目标值，生成模拟实际压力的新压力设定值，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；根据压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；获取一进入锅炉能量，并根据能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；获取当前的实际压力值，将实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及前馈信号生成煤量指令。

Description

一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置

技术领域

本发明是关于火电厂单元机组压力控制技术，具体地，是关于一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置。

背景技术

现代火电厂单元机组通常将主蒸汽压力作为衡量锅炉、汽轮机等能量供求平衡和机组安全运行的标志，如果主蒸汽压力不变，则表明锅炉供给的主蒸汽流量(主蒸汽热能)与汽轮机所需的主蒸汽流量(主蒸汽热能)相等，如果主蒸汽压力偏高或偏低，则表明能量供大于求或求大于供，势必影响锅炉以及机组的安全性和经济性。所以锅炉的主要生产任务是在主蒸汽压力波动尽量小的前提下尽可能快地适应负荷的需求。在实际应用当中，这一任务通常由单元机组协调控制***(CCS)来完成，在CCS***中主蒸汽压力作为主要的被调量。

在现代火电厂中，锅炉容量大、热惯性大、燃烧的煤种多变，而且电网负荷需求变动也大，这就增加了锅炉燃烧调节***的难度，造成了主蒸汽压力频繁波动，必须寻求较好的调节策略。

现有CCS中主汽压力控制***主要采用前馈—反馈复合控制***。反馈控制主要是指基于主蒸汽压力与给定值偏差的单回路调节策略，即仅以偏差作为控制信号来调节燃料量(煤量)。反馈控制***具有架构简单、参数少且整定方便的优点，但存在控制响应速度较慢的缺点。前馈控制用来补偿锅炉动态特性的迟延和惯性，加快压力响应速度。现有技术方案中前馈信号主要是对压力目标值经限速后形成的设定值进行微分运算，然后乘以系数，当压力设定值变化时，立即加入一定的煤量，如图1所示。

上述的控制过程中，只要压力设定值在变化，前馈就会在控制器出口叠加一定煤量，为提高锅炉蓄热提供能量，叠加煤量是在变化过程中全程存在的，且在压力设定值变化的全过程中，所加煤量随时间变化是均匀分配的，不能灵活配置，例如可以在前期适当多加煤量提高响应速率。因为锅炉存在很大的惯性和迟延，实际压力值与压力设定值相比必有一定迟延，此时压力设定值与实际压力值会产生偏差，响应越慢，此偏差越大，反馈控制将起作用。如果压力目标值变化较大，压力设定值变化时间则相应较长，在动态过程中，PID输出对压力控制结果将起到反作用。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置，以对煤量在整个压力设定变化过程中的煤量进行优化配置，增加前馈的作用而减少PID的校正作用，从而提高机组响应速率，减少机组压力变化的延迟时间。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种单元机组主汽压力前馈控制方法，所述方法包括：接收一初始压力目标值，使所述初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；接收一压力目标值，使所述压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；控制实际压力值从所述压力设定值向所述新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；获取一进入锅炉能量，并根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；获取当前的实际压力值，将所述实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及所述前馈信号生成煤量指令。

在一实施例中，上述的方法还包括：对经过第二速率限制的给煤率数值进行积分计算，生成一积分结果；将所述积分结果乘以一单位煤量能量参数，生成所述的进入锅炉能量。

在一实施例中，上述根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡，包括：判断所述能量需求量减去所述进入锅炉能量的差值是否小于或等于0；如果是，则判定当前供需平衡；否则判定当前供需不平衡。

在一实施例中，当判定当前能量供需平衡时，将所述进入锅炉能量进行清零复位。

在一实施例中，根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量，包括：将所述压力目标值减去所述压力变化初值所得的差值，乘以一蓄热系数，生成所述的能量需求量。

在一实施例中，根据PID控制器的输出量与所述前馈信号生成煤量指令，包括：将所述输出量与所述前馈信号叠加之后，通过一手自动切换站生成所述的煤量指令。

本发明实施例还提供一种单元机组主汽压力前馈控制装置，所述装置包括：压力设定值生成单元，用于接收一初始压力目标值，使所述初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；新压力设定值生成单元，用于接收一压力目标值，使所述压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；压力变化初值锁定，用于控制实际压力值从所述压力设定值向所述新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；能量需求量生成单元，用于根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；供需平衡判断单元，用于获取一进入锅炉能量，并根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；前馈信号生成单元，用于对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；煤量指令生成单元，用于获取当前的实际压力值，将所述实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及所述前馈信号生成煤量指令。

在一实施例中，上述的装置还包括：积分结果生成单元，用于对经过第二速率限制的给煤率数值进行积分计算，生成一积分结果；进入锅炉能量生成单元，用于将所述积分结果乘以一单位煤量能量参数，生成所述的进入锅炉能量。

在一实施例中，上述的供需平衡判断单元具体用于：判断所述能量需求量减去所述进入锅炉能量的差值是否小于或等于0；如果是，则判定当前供需平衡；否则判定当前供需不平衡。

在一实施例中，上述的装置还包括：进入锅炉能量清零复位单元，当判定当前能量供需平衡时，所述进入锅炉能量清零复位单元将所述进入锅炉能量进行清零复位。

在一实施例中，上述的的能量需求量生成单元具体用于：将所述压力目标值减去所述压力变化初值所得的差值，乘以一蓄热系数，生成所述的能量需求量。

在一实施例中，上述的煤量指令生成单元具体用于：将所述输出量与所述前馈信号叠加之后，通过一手自动切换站生成所述煤量指令。

本发明实施例的有益效果在于，计算进入锅炉能量，将前馈控制与传统PID闭环控制相结合，能够达到压力控制快速准确的效果，从而提高压力相应速率，减少锅炉延迟时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中前馈—反馈复合控制***的控制流程图；

图2为根据本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的能量需求量计算回路示意图；

图4为根据本发明实施例的煤量变化与压力变化关系示意图；

图5为根据本发明实施例的能量供需平衡判断回路示意图；

图6为根据本发明实施例的前馈信号生成回路示意图；

图7为根据本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种单元机组主汽压力前馈控制方法及装置。以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供一种单元机组主汽压力前馈控制方法，如图2所示，该方法主要包括以下各步骤：

步骤S101：接收一初始压力目标值，使初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；

步骤S102：接收一压力目标值，使压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；

步骤S103：控制实际压力值从压力设定值向新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；

步骤S104：根据压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；

步骤S105：获取一进入锅炉能量，并根据能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；

步骤S106：对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；

步骤S107：获取当前的实际压力值，将实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及前馈信号生成煤量指令。

通过上述的步骤S101～步骤S107，利用初始压力目标值变化时所计算出的能量需求量来判断单元机组当前的供需是否平衡，当供需不平衡时，根据初始压力目标值的变化生成相应的前馈信号，并根据该前馈信号与PID控制器相结合，对单元机组的煤量进行控制，生成相应的煤量指令。

基于上述的整体方案，本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制方法通过计算锅炉能量需求与实际进入能量的供求平衡关系来控制炉煤量，优化煤量的输出方式，提高压力响应速率。

以下对本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制方法的各个步骤做详细的说明。

上述的步骤S101，接收一初始压力目标值，使初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值。

如图3所示，在对单元机组投入燃煤发电机组单元机组协调控制***(CCS)控制下，通过该控制***设定一个初始压力目标值，作为当前的压力目标参数，对该初始压力目标值进行量程限制、速率限制，以限定该初始压力目标值的一个变化范围和变化幅度，并使其经过三阶惯性环节过程，三阶惯性环节由三个一阶惯性环节构成。一阶惯性传递函数为1/(TS+1)，初始压力目标值在经过该三阶惯性环节过程后，会有一定的延迟，从而可模拟机前压力实际变化情况，减小PID控制器初期控制作用。

实际应用中，上述的燃煤发电机组单元机组协调控制***(CCS)，基本都采用炉跟机为主协调控制方式，即由锅炉控制机前压力，而由汽轮机控制发电功率，采用此种方式可以快速响应电网端的负荷需求。单元机组协调控制***投入后，主要负荷指令保持恒定，由于汽轮机调门调节功率被调量的快速性，无论煤量变化导致压力如何变化，都可认为功率是恒定的。对于被调量机前压力，它虽然是由煤量和汽机调门共同控制的，但是调门动作并不会产生能量，可以把调门认为是中间环节，而不用去过多考虑。此时，在功率保持不变的情况下，可以认为煤量和压力为一单输入单输出无自平衡能力环节。如图4所示，当煤量变化ΔB，持续Δt时间后，压力变化值为ΔP_T，可见，压力变化值与进入炉膛的给煤率和时间，或者说与给煤总量有关。由此可知，控制总煤量，即可控制总能量。锅炉压力代表了锅炉蓄能的多少，所以改变进入锅炉能量，即为改变主汽压力。具体过程可用以下公式表示：

k∫ΔB·Δt＝ΔP_T·C_b，

其中，k为单位煤量的发热量，C_b为锅炉的蓄热系数。

上述步骤S102，当控制***接收到一压力目标值时，对该压力目标值进行量程限制、速率限制，并经过三阶惯性环节过程后，生成模拟实际压力的新压力设定值。

在生成了该新压力设定值之后，控制上述的压力目标参数将由原来的压力设定值向该新压力设定值变化，当压力目标参数变化结束时，该压力目标参数的值即为上述的新压力设定值。在压力目标参数变化初期，压力设定值由于有限速作用，不会立即改变，此时将该压力设定值锁定为压力变化初值，这个过程即为上述的步骤S103。

通过上述步骤S103获取了压力变化初值之后，即可执行上述的步骤S104，根据上述的压力目标值及压力变化初值计算获取能量需求量。具体地，是将压力目标值减去压力变化初值，所得的差值再乘以一蓄热系数(K1)，所得的结果即为该能量需求量。

其中，上述蓄热系数K1的确定过程为：在单元机组处于热态后，投入DEH功率回路控制方式，保持机组功率，压力，主汽温度等主要参数稳定。获取当前锅炉压力P1，锅炉煤量阶跃增加投入x，最后压力稳定在P2。此时，则可求该蓄热系数K1的值为|x/(P2-P1)|。

上述的步骤S105，获取一进入锅炉能量，并根据能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡。在获取了上述的能量需求量之后，将该能量需求量与一进入锅炉能量进行比较，从而可判断出当前***是否处于供需平衡状态。如图5所示，具体地，是用该能量需求量减去该进入锅炉能量，判断所得差值与0的大小关系。当该差值小于或等于0时，则可判定单元机组当前处于供需平衡的状态，则不需要再加入煤量，使单元机组保持当前状态即可；如果该差值大于0，则说明单元机组当前并未处于供需平衡，还需通过加入煤量进行调节。

上述的步骤S106，对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号。具体地，该给煤率数值可根据***运行的需要进行设定，并且，如图6所示，当上述压力设定值相对于初始压力目标值为上升或下降时，分别对应不同的给煤率数值：设定前馈所产生给煤率数值输出后为a。当压力设定值相对于初始压力目标值为下降时，该给煤率数值为K2；当压力设定值相对于初始压力目标值为上升时，该给煤率数值为K3，其中，K3为正值，K2为负值。根据压力设定值的情况，输出的给煤率数值a可相应的取K2或K3。

进一步地，基于上述步骤S105的判定过程，对该给煤率数值的输出值进行限定：当单元机组当前供需平衡时，则最终输出的给煤率数值a取0，即表示当前单元机组供需平衡，无需再加入更多的煤量；而当单元机组当前供需不平衡时，则需对给煤率数值a进行速率限制，限定增加或减少煤量的速度，并可根据经过速率限制后的给煤率数值生成一前馈信号，作为前馈控制的基础。

上述的步骤S107：获取当前的实际压力值，将实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及前馈信号生成煤量指令。

获取当前处于运行状态的单元机组的实际压力值，并将该实际压力值与根据压力目标值生成的新压力设定值一同传输至PID控制器进行压力调节，PID控制器输出经过调节的压力输出量，将该压力输出量与步骤S106中生成的前馈信号相叠加，再经过手自动切换站MA，最终生成煤量指令，以控制单元机组中的加煤量。

需要说明的是，当在步骤S105中判定单元机组当前处于供需平衡状态时，则前馈信号中的给煤率数值为0，表明无需添加更多的煤量。而当步骤S105中判定当前供需并不平衡时，可根据步骤S106中生成的经过速率限制的给煤率数值进行积分计算，根据该给煤率数值获取需加入的整体煤量，并将该整体煤量乘以一单位煤量能量参数K4，生成上述的进入锅炉能量。由此，可将该进入锅炉能量进一步应用到上述的步骤S105中，再次判定加入相应煤量之后的单元机组是否处于供需平衡的状态。

本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制方法主要具有以下优点：

(1)通过定量计算锅炉进入炉膛的能量来对煤量进行控制，使控制效果更为精确。

(2)在压力设定值前期进行煤量的快速超加/超减，提高压力响应速率，减少锅炉延迟时间。

本发明实施例提供一种单元机组主汽压力前馈控制装置，如图7所示，该装置主要包括以下各部分：压力设定值生成单元1、新压力设定值生成单元2、压力变化初值锁定单元3、能量需求量生成单元4、供需平衡判断单元5、前馈信号生成单元6及煤量指令生成单元7等。

上述的压力设定值生成单元1用于接收一初始压力目标值，使初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；

新压力设定值生成单元2用于接收一压力目标值，使压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；

压力变化初值锁定单元3用于控制实际压力值从压力设定值向新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；

能量需求量生成单元4用于根据压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；

供需平衡判断单元5用于获取一进入锅炉能量，并根据能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；

前馈信号生成单元6用于对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；

煤量指令生成单元7用于获取当前的实际压力值，将实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及前馈信号生成煤量指令。

通过上述的各个部分的协同运作，利用初始压力目标值变化时所计算出的能量需求量来判断单元机组当前的供需是否平衡，当供需不平衡时，根据初始压力目标值的变化生成相应的前馈信号，并根据该前馈信号与PID控制器相结合，对单元机组的煤量进行控制，生成相应的煤量指令。

基于上述的整体方案，本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制装置通过计算锅炉能量需求与实际进入能量的供求平衡关系来控制炉煤量，优化煤量的输出方式，提高压力响应速率。

以下对本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制装置的各个部分做详细的说明。

上述的压力设定值生成单元1，用于接收一初始压力目标值，使初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值。

如图3所示，在对单元机组投入燃煤发电机组单元机组协调控制***(CCS)控制下，通过该控制***设定一个初始压力目标值，作为当前的压力目标参数，对该初始压力目标值进行量程限制、速率限制，以限定该初始压力目标值的一个变化范围和变化幅度，并使其经过三阶惯性环节过程，三阶惯性环节由三个一阶惯性环节构成。一阶惯性传递函数为1/(TS+1)，初始压力目标值在经过该三阶惯性环节过程后，会有一定的延迟，从而可模拟机前压力实际变化情况，减小PID控制器初期控制作用。

实际应用中，上述的燃煤发电机组单元机组协调控制***(CCS)，基本都采用炉跟机为主协调控制方式，即由锅炉控制机前压力，而由汽轮机控制发电功率，采用此种方式可以快速响应电网端的负荷需求。单元机组协调控制***投入后，主要负荷指令保持恒定，由于汽轮机调门调节功率被调量的快速性，无论煤量变化导致压力如何变化，都可认为功率是恒定的。对于被调量机前压力，它虽然是由煤量和汽机调门共同控制的，但是调门动作并不会产生能量，可以把调门认为是中间环节，而不用去过多考虑。此时，在功率保持不变的情况下，可以认为煤量和压力为一单输入单输出无自平衡能力环节。如图4所示，当煤量变化ΔB，持续Δt时间后，压力变化值为ΔP_T，可见，压力变化值与进入炉膛的给煤率和时间，或者说与给煤总量有关。由此可知，控制总煤量，即可控制总能量。锅炉压力代表了锅炉蓄能的多少，所以改变进入锅炉能量，即为改变主汽压力。具体过程可用以下公式表示：

k∫ΔB·Δt＝ΔP_T·C_b，

其中，k为单位煤量的发热量，C_b为锅炉的蓄热系数。

当上述的新压力设定值生成单元2接收到一压力目标值时，对该压力目标值进行量程限制、速率限制，并经过三阶惯性环节过程后，生成模拟实际压力的新压力设定值。

在新压力设定值生成单元2生成了该新压力设定值之后，压力变化初值锁定单元3控制上述的压力目标参数将由原来的压力设定值向该新压力设定值变化，当压力目标参数变化结束时，该压力目标参数的值即为上述的新压力设定值。在压力目标参数变化初期，压力设定值由于有限速作用，不会立即改变，此时，压力变化初值锁定单元3将该压力设定值锁定为压力变化初值。

通过上述压力变化初值锁定单元3获取了压力变化初值之后，即可通过上述能量需求量生成单元4，根据上述的压力目标值及压力变化初值计算获取能量需求量。具体地，是将压力目标值减去压力变化初值，所得的差值再乘以一蓄热系数(K1)，所得的结果即为该能量需求量。

其中，上述蓄热系数K1的确定过程为：在单元机组处于热态后，投入DEH功率回路控制方式，保持机组功率，压力，主汽温度等各主要参数稳定。获取当前锅炉压力P1，锅炉煤量阶跃增加投入x，最后压力稳定在P2。此时，则可求该蓄热系数K1的值为|x/(P2-P1)|。

上述的供需平衡判断单元5，用于获取一进入锅炉能量，并根据能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡。在获取了上述的能量需求量之后，将该能量需求量与一进入锅炉能量进行比较，从而可判断出当前***是否处于供需平衡状态。如图5所示，具体地，是用该能量需求量减去该进入锅炉能量，判断所得差值与0的大小关系。当该差值小于或等于0时，则可判定单元机组当前处于供需平衡的状态，则不需要再加入煤量，使单元机组保持当前状态即可；如果该差值大于0，则说明单元机组当前并未处于供需平衡，还需通过加入煤量进行调节。

上述的前馈信号生成单元6用于对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号。具体地，该给煤率数值可根据***运行的需要进行设定，并且，如图6所示，当上述压力设定值相对于初始压力目标值为上升或下降时，分别对应不同的给煤率数值：设定前馈所产生给煤率数值输出后为a。当压力设定值相对于初始压力目标值为下降时，该给煤率数值为K2；当压力设定值相对于初始压力目标值为上升时，该给煤率数值为K3，其中，K3为正值，K2为负值。根据压力设定值的情况，输出的给煤率数值a可相应的取K2或K3。

进一步地，基于上述供需平衡判断单元5执行的判定过程，对该给煤率数值的输出值进行限定：当单元机组当前供需平衡时，则最终输出的给煤率数值a取0，即表示当前单元机组供需平衡，无需再加入更多的煤量；而当单元机组当前供需不平衡时，则需对给煤率数值a进行速率限制，限定增加或减少煤量的速度，并可根据经过速率限制后的给煤率数值生成一前馈信号，作为前馈控制的基础。

上述的煤量指令生成单元7，用于获取当前的实际压力值，将实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及前馈信号生成煤量指令。

获取当前处于运行状态的单元机组的实际压力值，并将该实际压力值与根据初始压力目标值生成的新压力设定值一同传输至PID控制器进行压力调节，PID控制器输出经过调节的压力输出量，将该压力输出量与前馈信号生成单元6生成的前馈信号相叠加，再经过手自动切换站MA，最终生成煤量指令，以控制单元机组中的加煤量。

需要说明的是，当供需平衡判断单元5判定单元机组当前处于供需平衡状态时，则前馈信号中的给煤率数值为0，表明无需添加更多的煤量。而当供需平衡判断单元5判定当前供需并不平衡时，可根据前馈信号生成单元6生成的经过速率限制的给煤率数值进行积分计算，根据该给煤率数值获取需加入的整体煤量，并将该整体煤量乘以一单位煤量能量参数K4，生成上述的进入锅炉能量。由此，可将该进入锅炉能量进一步应用到上述的供需平衡判断单元5再次判定加入相应煤量之后的单元机组是否处于供需平衡的状态的过程中。

本发明实施例的单元机组主汽压力前馈控制装置主要具有以下优点：

(1)通过定量计算锅炉进入炉膛的能量来对煤量进行控制，使控制效果更为精确。

(2)在压力设定值前期进行煤量的快速超加/超减，提高压力响应速率，减少锅炉延迟时间。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单元机组主汽压力前馈控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收一初始压力目标值，使所述初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；

接收一压力目标值，使所述压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；

控制实际压力值从所述压力设定值向所述新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；

根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；

获取一进入锅炉能量，并根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；

对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；

获取当前的实际压力值，将所述实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及所述前馈信号生成煤量指令。

2.根据权利要求1所述的单元机组主汽压力前馈控制方法，其特征在于，所述的方法还包括：

对经过第二速率限制的给煤率数值进行积分计算，生成一积分结果；

将所述积分结果乘以一单位煤量能量参数，生成所述的进入锅炉能量。

3.根据权利要求1所述的单元机组主汽压力前馈控制方法，其特征在于，根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡，包括：

判断所述能量需求量减去所述进入锅炉能量的差值是否小于或等于0；

如果是，则判定当前供需平衡；否则判定当前供需不平衡。

4.根据权利要求3所述的单元机组主汽压力前馈控制方法，其特征在于，当判定当前能量供需平衡时，将所述进入锅炉能量进行清零复位。

5.根据权利要求1所述的单元机组主汽压力前馈控制方法，其特征在于，根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量，包括：

将所述压力目标值减去所述压力变化初值所得的差值，乘以一蓄热系数，生成所述的能量需求量。

6.一种单元机组主汽压力前馈控制装置，其特征在于，所述装置包括：

压力设定值生成单元，用于接收一初始压力目标值，使所述初始压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的压力设定值；

新压力设定值生成单元，用于接收一压力目标值，使所述压力目标值经过量程限制、第一速率限制及三阶惯性环节后，生成模拟实际压力的新压力设定值；

压力变化初值锁定单元，用于控制实际压力值从所述压力设定值向所述新压力设定值变化，并将当前实际压力值锁定为压力变化初值；

能量需求量生成单元，用于根据所述压力目标值及压力变化初值生成能量需求量；

供需平衡判断单元，用于获取一进入锅炉能量，并根据所述能量需求量及进入锅炉能量判断当前供需是否平衡；

前馈信号生成单元，用于对一预设的给煤率数值进行第二速率限制，如果当前供需不平衡，将经过第二速率限制后的给煤率数值作为前馈信号；

煤量指令生成单元，用于获取当前的实际压力值，将所述实际压力值及新压力设定值送入PID控制器，并根据PID控制器的输出量及所述前馈信号生成煤量指令。

7.根据权利要求6所述的单元机组主汽压力前馈控制装置，其特征在于，所述的装置还包括：

积分结果生成单元，用于对经过第二速率限制的给煤率数值进行积分计算，生成一积分结果；

进入锅炉能量生成单元，用于将所述积分结果乘以一单位煤量能量参数，生成所述的进入锅炉能量。

8.根据权利要求7所述的单元机组主汽压力前馈控制装置，其特征在于，所述的供需平衡判断单元具体用于：

判断所述能量需求量减去所述进入锅炉能量的差值是否小于或等于0；

如果是，则判定当前供需平衡；否则判定当前供需不平衡。

9.根据权利要求8所述的单元机组主汽压力前馈控制装置，其特征在于，所述装置还包括：进入锅炉能量清零复位单元，当判定当前能量供需平衡时，所述进入锅炉能量清零复位单元将所述进入锅炉能量进行清零复位。

10.根据权利要求6所述的单元机组主汽压力前馈控制装置，其特征在于，所述的能量需求量生成单元具体用于：

将所述压力目标值减去所述压力变化初值所得的差值，乘以一蓄热系数，生成所述的能量需求量。