CN110345506A - 一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置，通过获取燃煤锅炉机组的燃烧特性函数和入炉煤量‑煤粉量关系曲线，根据带有目标负荷的AGC指令，协调控制动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量快速跟踪入炉煤粉变化量目标值，可以在保证锅炉燃烧和汽温壁温稳定条件下，实现燃煤锅炉机组快速精确响应AGC指令，解决了传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高、调节精度低等问题，弥补了电池储能***的不足，能够很好的满足电网对燃煤机组的调频性能要求。

Description

一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置

技术领域

本申请涉及燃煤锅炉技术领域，尤其涉及一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置。

背景技术

随着电网对供电质量的要求逐步增高，需要电网区域内的燃煤锅炉机组参与调频辅助服务，即要求燃煤锅炉机组作出快速的负荷响应，以保证电网频率的稳定。

为了满足电网对频率的要求，并在电网推出的调配辅助服务中获取收益，越来越多的燃煤电厂开始投资建设电池储能***，通过电池储能***的充放电，可实现燃煤机组小范围的快速变化输出功率，实现对电网频率的短时间快速调节。但是电池储能***无法提高机组本身的调节特性，且电池储能***的投资成本较大，电池回收处理难。还有一种提高燃煤锅炉机组调频性能的方法是对传统的协调控制方式进行优化,但是传统的协调控制优化技术存在两个主要的问题,一个是给煤出力增加到煤粉出力增加存在较大的延迟,限制了变负荷速率,另一个是在同样的变负荷幅度下,不同热值的煤种的煤量变化通过压力的PID反馈控制,也限制了变负荷速率,而这两个问题的存在,使得传统的协调控制优化技术需要大幅过调来提高变负荷速率,造成主汽温和主汽压的大幅波动,甚至超温和超压。

因此，弥补电池储能***的不足和改善传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高和调节精度低的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置，用于弥补电池储能***的不足和改善传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高和调节精度低的缺陷。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法，包括以下步骤：

101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；

102、获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；

103、获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；

104、根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。

优选地，步骤101具体包括：

1011、在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；

1012、对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，所述燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；

1013、获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

优选地，步骤102具体包括：

1021、获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量。

1022、根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

优选地，步骤103具体包括：

1031、获取AGC指令，得到目标负荷；

1032、根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；

1033、根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

优选地，步骤104具体包括：

1041、根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

1042、根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

所述动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：

本申请第二方面提供了一种燃煤锅炉机组快速调频装置，包括以下模块：

第一处理模块，用于根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；

第二处理模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；

第三处理模块，用于获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；

协调控制模块，用于根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。

优选地，所述第一处理模块具体包括：

第一获取子模块，用于在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；

微分子模块，用于对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，所述燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；

第一计算子模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

优选地，所述第二处理模块具体包括：

第二获取子模块，用于获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量。

第二计算子模块，用于根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

优选地，所述第三处理模块具体包括：

第三获取子模块，用于获取AGC指令，得到目标负荷；

第三计算子模块，用于根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；

第四计算子模块，用于根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

优选地，所述协调控制模块具体包括：

第一控制子模块，用于根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

第二控制子模块，用于根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

所述动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

其中，Q为磨煤机通风量；

所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法，包括以下步骤：101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；102、获取燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；103、获取到目标负荷的AGC指令，根据目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；104、根据输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与入炉煤粉变化量目标值相等。本申请中提供的燃煤锅炉机组快速调频方法，通过获取燃煤锅炉机组的燃烧特性函数和入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据带有目标负荷的AGC指令，协调控制动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量快速跟踪入炉煤粉变化量目标值，可以在保证锅炉燃烧和汽温壁温稳定条件下，实现燃煤锅炉机组快速精确响应AGC指令，解决了传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高、调节精度低等问题，弥补了电池储能***的不足，能够很好的满足电网对燃煤机组的调频性能要求。

附图说明

图1为本申请提供的一种燃煤锅炉机组快速调频方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本申请提供的一种燃煤锅炉机组快速调频方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本申请提供的一种燃煤锅炉机组快速调频装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种燃煤锅炉机组快速调频方法的一个实施例，包括：

步骤101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，实时运行数据包括机组功率和入炉煤量。

步骤102、获取燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值。

步骤103、获取到目标负荷的AGC指令，根据目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率。

步骤104、根据输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与入炉煤粉变化量目标值相等。

需要说明的是，本申请实施例中，根据燃烧理论和燃煤锅炉机组的特性，通过试验和计算方法，得到锅炉机组在一定的负荷变化率下，锅炉所需要的输入热量变化率。首先获取燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系曲线，对机组负荷-输入热量关系曲线进行处理，得到机组负荷变化率-输入热量变化率关系曲线，即燃烧特性函数f₁。实时获取燃煤锅炉机组的运行数据，如机组负荷P、入炉煤量G_m。然后根据机组负荷P、入炉煤量G_m和机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量Q_net和入炉煤热值Q_net,ar。

获取燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，其表达式为G_mf＝f₂(G_m)，G_mf为入炉煤粉量，单位为t/h。根据入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值，其表达式为：Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf。

AGC(Automatic Gain Control，自动发电控制)，是调度自动化***中的一项基本功能，在保证电网频率质量和联络线交换功率恒定等方面发挥着至关重要的作用。AGC机组的两个重要指标是调节速率和调节精度，调节速率是指机组响应负荷的速率，调节精度是指机组出力进入命令控制死区后，实际和目标出力之间的差异。本申请实施例中，采用AGC指令控制方式，获得燃煤锅炉机组的目标负荷，然后根据目标负荷和燃煤锅炉机组的当前负荷，计算两者的差值，得到机组负荷变化率ΔP，然后根据燃烧特性函数f₁中ΔP与进入锅炉的输入热量变化率ΔQ_net的关系来计算输入热量变化率。

影响燃煤锅炉机组负荷的变化速率的关键在于锅炉的燃烧，锅炉燃烧的关键在于制粉***，只有通过制粉***快速增减进入锅炉的煤粉量，结合锅炉风量的调节，才能实现燃煤机组的快速调频，因此，本申请实施例中采取锅炉燃烧调整技术手段，使用锅炉燃烧当量快速变化，从而实现锅炉机组快速变负荷。根据输入热量变化率ΔQ_net和煤粉热值Q_mf计算得到入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP：

由于入炉煤量变化转变为等量的入炉煤粉量变化存在较大的延迟，为提高AGC响应速度，实际的入炉煤粉变化量，本申请实施例中的实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv包括第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和第二实际入炉煤粉变化量两个部分，第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1通过两种方式对实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv进行预调节，一个是通过调节动态分离器转速，另一个是通过调节磨煤机通风量，动态分离器转速与入炉煤粉变化量的关系可以用动态分离器特性函数f₃表示为ΔM1_mf＝f3(ΔS)，其中ΔS为动态分离器转速变化量，单位为％，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量，单位为t/h。第一实际入炉煤粉变化

量ΔG_mf,pv1与调节动态分离器转速、调节磨煤机通风量之间的关系为：

其中，Q为磨煤机通风量，单位为t/h，dQ为磨煤机通风量变化量，单位为t/h。

第二实际入炉煤粉变化量根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂调节。

由于预调节维持时间较短，在预调节的同时，需要根据输入热量变化率量ΔQ_net和入炉煤热值Q_net,ar，计算得到机组的入炉煤量变化量

然后根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，得到机组的第二实际入炉煤粉变化量

调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与入炉煤粉变化量目标值相等，即

通过对锅炉燃烧当量的定量计算，可实现机组负荷的精确控制，避免过调和欠调；通过动态分离器转速调节和磨煤机通风量调节的协调控制，可实现机组负荷的快速调节，大大提高AGC速率，减少负荷响应时间。

本申请实施例中提供的燃煤锅炉机组快速调频方法，通过获取燃煤锅炉机组的燃烧特性函数和入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据带有目标负荷的AGC指令，协调控制动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量快速跟踪入炉煤粉变化量目标值，可以在保证锅炉燃烧和汽温壁温稳定条件下，实现燃煤锅炉机组快速精确响应AGC指令，解决了传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高、调节精度低等问题，弥补了电池储能***的不足，能够很好的满足电网对燃煤机组的调频性能要求。

为了便于理解，请参阅图3，本申请实施例中提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法的另一个实施例，包括：

步骤201、在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线。

步骤202、对机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率。

步骤203、获取燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

步骤204、获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量。

步骤205、根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

步骤206、获取AGC指令，得到目标负荷。

步骤207、根据目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率。

步骤208、根据机组负荷变化率和燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

步骤209、根据输入热量变化率和煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

步骤210、根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和第二实际入炉煤粉变化量的总和等于入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

第二实际入炉煤粉变化量根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，入炉煤量变化量的表达式为：

需要说明的是，本申请实施例中首先在锅炉煤质稳定时，进行锅炉机组变负荷试验，得到锅炉机组负荷-输入热量关系曲线f_1.1：

Q_net＝f_1.1(P)，

式中：P为机组负荷，MW；Q_net为输入热量，kJ/kg；

Q_net＝G_m×Q_net,ar，

G_m为入炉煤量，t/h；Q_net,ar为入炉煤热值，kJ/kg。

然后对锅炉机组负荷-输入热量关系曲线f_1.1进行微分，得到机组负荷变化率-输入热量变化率关系曲线，即燃烧特性函数f₁。

取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和大数据分析，计算得到入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂。

进行动态分离器转速变化动态试验，得到动态分离器转速变化量和煤粉变化量关系曲线，即动态分离器特性函数f₃，表示为ΔM1_mf＝f3(ΔS)。

在获取燃烧特性函数f₁、入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和动态分离器特性函数f₃的基础上，进行制粉***的快速精确控制，其控制过程描述为：

获取锅炉机组实时运行数据，如机组负荷P和入炉煤量G_m等，根据锅炉机组负荷-输入热量关系曲线f_1.1计算输入热量Q_net和入炉煤热值Q_net,ar，根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量G_mf和煤粉热值Q_mf。采用AGC指令控制方式，获得燃煤锅炉机组的目标负荷，然后根据目标负荷和燃煤锅炉机组的当前负荷，计算两者的差值，得到机组负荷变化率ΔP，然后根据燃烧特性函数f₁中ΔP与进入锅炉的输入热量变化率ΔQ_net的关系来计算输入热量变化率。

影响燃煤锅炉机组负荷的变化速率的关键在于锅炉的燃烧，锅炉燃烧的关键在于制粉***，只有通过制粉***快速增减进入锅炉的煤粉量，结合锅炉风量的调节，才能实现燃煤机组的快速调频，因此，本申请实施例中采取锅炉燃烧调整技术手段，使用锅炉燃烧当量快速变化，从而实现锅炉机组快速变负荷。根据输入热量变化率ΔQ_net和煤粉热值Q_mf计算得到入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP：

由于入炉煤量变化转变为等量的入炉煤粉量变化存在较大的延迟，为提高AGC响应速度，实际的入炉煤粉变化量，本申请实施例中的实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv包括第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和第二实际入炉煤粉变化量两个部分，第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1通过两种方式对实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv进行预调节，一个是通过调节动态分离器转速，另一个是通过调节磨煤机通风量，动态分离器转速与入炉煤粉变化量的关系可以用动态分离器特性函数f₃表示为ΔM1_mf＝f3(ΔS)，其中ΔS为动态分离器转速变化量，单位为％，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量，单位为t/h。第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与调节动态分离器转速、调节磨煤机通风量之间的关系为：

其中，Q为磨煤机通风量，单位为t/h，dQ为磨煤机通风量变化量，单位为t/h。

第二实际入炉煤粉变化量根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂调节。

由于预调节维持时间较短，在预调节的同时，需要根据输入热量变化率量ΔQ_net和入炉煤热值Q_net,ar，计算得到机组的入炉煤量变化量ΔG_m,pv2：

然后根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，得到机组的第二实际入炉煤粉变化量

调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与入炉煤粉变化量目标值相等，即

为了便于理解，请参阅图3，本申请中提供了一种燃煤锅炉机组快速调频装置的实施例，包括以下模块：

第一处理模块301，用于根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，实时运行数据包括机组功率和入炉煤量。

第二处理模块302，用于获取燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值。

第三处理模块303，用于获取到目标负荷的AGC指令，根据目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率。

协调控制模块304，用于根据输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与入炉煤粉变化量目标值相等。

进一步地，第一处理模块301具体包括：

第一获取子模块3011，用于在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线。

微分子模块3012，用于对机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率。

第一计算子模块3013，用于获取燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

进一步地，第二处理模块302具体包括：

第二获取子模块3021，用于获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量。

第二计算子模块3022，用于根据入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

进一步地，第三处理模块303具体包括：

第三获取子模块3031，用于获取AGC指令，得到目标负荷。

第三计算子模块3032，用于根据目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率。

第四计算子模块3033，用于根据机组负荷变化率和燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

进一步地，协调控制模块304具体包括：

第一控制子模块3041，用于根据输入热量变化率和煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

第二控制子模块3042，用于根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和第二实际入炉煤粉变化量的总和等于入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

第二实际入炉煤粉变化量根入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，入炉煤量变化量的表达式为：

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；

102、获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；

103、获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；

104、根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。

2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤101具体包括：

1011、在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；

1012、对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，所述燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；

1013、获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤102具体包括：

1021、获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量；

1022、根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

4.根据权利要求3所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤103具体包括：

1031、获取AGC指令，得到目标负荷；

1032、根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；

1033、根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤104具体包括：

1041、根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

1042、根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

所述动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

其中，Q为磨煤机通风量；

所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：

6.一种燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，包括以下模块：

第一处理模块，用于根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；

第二处理模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；

第三处理模块，用于获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；

协调控制模块，用于根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。

7.根据权利要求6所述的燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，所述第一处理模块具体包括：

第一获取子模块，用于在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；

微分子模块，用于对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f₁，所述燃烧特性函数f₁的表达式为：

ΔQ_net＝f₁(ΔP)，

其中，ΔQ_net为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；

第一计算子模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。

8.根据权利要求7所述的燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，所述第二处理模块具体包括：

第二获取子模块，用于获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉***运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂的表达式为：

G_mf＝f₂(G_m)，

其中，G_mf为入炉煤粉量，G_m为入炉煤量；

第二计算子模块，用于根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：

Q_mf＝G_m×Q_net,ar/G_mf，

其中，Q_mf为煤粉热值，Q_net,ar为入炉煤热值。

9.根据权利要求8所述的燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，所述第三处理模块具体包括：

第三获取子模块，用于获取AGC指令，得到目标负荷；

第三计算子模块，用于根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；

第四计算子模块，用于根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f₁计算输入热量变化率。

10.根据权利要求9所述的燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，所述协调控制模块具体包括：

第一控制子模块，用于根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP的计算公式为：

第二控制子模块，用于根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔG_mf,SP；

所述动态分离器特性函数的f₃为：

ΔM1_mf＝f3(ΔS)，

其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1_mf为入炉煤粉变化量；

所述第一实际入炉煤粉变化量ΔG_mf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：

其中，Q为磨煤机通风量；

所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f₂和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：