CN114961907A - 双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法及*** - Google Patents
双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法及***，所述方法包括以下步骤：获取双抽汽超临界中间再热机组的汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。本发明的热电解耦控制方法，是一种基于模糊自适应PID控制器提出的热电解耦控制策略，在热电解耦控制***的作用下，控制高压调节阀和中压调节阀的开度，能够实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。
Description
技术领域
本发明属于超临界发电机组***控制技术领域，特别涉及一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法及***。
背景技术
热电联产机组可分为背压式和凝汽式两大机组类型；其中，背压式汽轮机由于减少了凝汽器内的冷源损失，大幅降低热耗，因此经济性较好，但由于排汽压力受热用户限制，难以满足电功率和供汽流量独立调节的要求，因此背压供热机组一般与特定的工业生产线配套使用；凝汽式机组则是将汽轮机中做过部分功之后的蒸汽抽出用于供热的一种热电联产机组类型，这类机组理论上可以实现热电负荷在较大范围内独立变动、互不影响。凝气式供热机组进一步可细分为非调整抽汽式和调整抽汽式两类；其中，非调整抽汽式机组以凝汽采暖两用机最为广泛，这类机组容量通常在300MW上，其最显著特点为仅在采暖期提供抽汽，供热抽汽压力无法调整且不能提供工业用热；调整抽汽式凝气机组由于热电负荷的变动范围大、适用性更广、灵活性更强，通常应用于热负荷大幅度、高频率变化，且发电需求较高的机组，是应用较为广泛的热电联产机组类型。
供热机组自整调节问题出现的根本原因在于对被控对象，即抽汽式汽轮机缺乏足够的认识，在控制策略中缺少能够体现具体供热机组热力特性及调节机构流量特性的顶层设计，以致热、电负荷的控制效果不佳；未来随着供热机组进一步向大容量、高参数、中间再热、双级抽汽等方向发展，调节***将会变得更加复杂。因此，基于供热汽轮机组运行特性，研究、开发先进的热电解耦控制算法，使热、电负荷精确地跟随热用户和电网的要求变化，让供热机组参与电网调度控制运行，具有重要的理论意义和工程实用价值。
目前，超临界机组的抽汽供热和供电之间的耦合主要采用前馈、反馈相结合的控制方式；其中，通过优化调节机构设计的对角矩阵解耦法完成热电解耦前馈调节，通过在高压调门、低压调门控制回路中串联PI调节器来完成反馈调节。这种现有的控制方式对于非再热单抽抽汽机组适用性良好，但对于新形势下大容量供热机组、纯凝改造为供热机组、双抽供热机组日益增多的情况，控制效果已不能满足要求。因此，亟需提出一种合理的热电解耦控制策略，针对超临界中间再热机组双抽汽模式下，实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法及***，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的热电解耦控制方法，是一种基于模糊自适应PID控制器提出的热电解耦控制策略，在热电解耦控制***的作用下，控制高压调节阀和中压调节阀的开度，能够实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，包括以下步骤：
获取双抽汽超临界中间再热机组的汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
本发明的进一步改进在于，所述双抽汽超临界中间再热机组包括：汽轮机模块；
所述汽轮机模块包括：高压缸、中压缸和低压缸；
所述高压缸的排汽分为两个部分，其中一部分为第一抽汽，另一部分进入锅炉进行再热升温；升温后的蒸汽进入所述中压缸膨胀做功；
所述中压缸的排汽分为两个部分，其中一部分为第二抽汽，另一部分进入所述低压缸膨胀做功。
本发明的进一步改进在于，所述将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令的步骤具体包括：
将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入到模糊自适应PID控制器，在控制器中微分d/dt的作用下，获得转速偏差变化量、第一抽汽压力偏差变化量和第二抽汽压力偏差变化量；各偏差和偏差变化量在对应的量化因子作用下输入到Mamdani模糊推理***，***的输出在函数表达式Fp、Fi、Fd的作用下，输出高压阀和中压阀的阀门指令；
其中，所述模糊自适应PID控制器的参数整定器是一个二输入三输出的Mamdani模糊推理***，表示为e(k)＝r(k)-r0，
式中，r(k)和r0分别为第k个采样时刻的频率和频率给定值；△t为采样周期；Ke为偏差的量化因子；Kec为偏差变化的量化因子；e为偏差、ec为偏差变化，作为模糊推理***的输入；Cp、Ci、Cd作为模糊推理***的输出；Fp、Fi、Fd为函数表达式为Fp＝kp+cp·kp、Fi＝ki+ci·ki、Fd＝kd+cd·kd，kp、ki、kd为所述模糊自适应PID控制器的预整定值。
本发明的进一步改进在于，所述基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制的步骤具体包括：
基于所述高压阀和中压阀阀门指令实现：(1)电负荷扰动下，发电机组响应完成后热负荷保持不变；(2)热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变。
本发明的进一步改进在于，所述电负荷扰动下，发电机组响应完成后热负荷保持不变具体包括：
当电负荷增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀和中压阀的开度，使得高压缸、中压缸和低压缸的进汽流量增加，实现发电机组响应完成后热负荷保持不变；
当电负荷降低时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀和中压阀的开度，使得高压缸、中压缸和低压缸的进汽流量减小，实现发电机组响应完成后热负荷保持不变。
本发明的进一步改进在于，所述热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变具体包括：
第一抽汽流量增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀开度且保持中压阀开度不变，使得高压阀进汽量的增加量与第一抽汽流量的增加量保持一致且使得中压缸的排汽压力保持不变，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变；
第一抽汽流量减小时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀开度且保持中压阀开度不变，使得高压阀进汽量的减小量与第一抽汽流量的减小量保持一致且使得中压缸的排汽压力保持不变，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变。
本发明的进一步改进在于，所述热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变具体包括：
第二抽汽流量增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀和中压阀开度，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变；
第二抽汽流量减小时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀和中压阀开度，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变。
本发明的进一步改进在于，所述基于所述高压阀和中压阀的阀门指令实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制的步骤具体包括：
所述高压阀和中压阀的阀门指令通过伺服阀、滑阀进行电液转化，获得驱动指令；
基于所述驱动指令驱动液压执行机构调节高压阀和中压阀的开度，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
本发明的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制***，包括：
偏差获取模块，用于获取汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
阀门指令获取模块，用于将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
解耦执行模块，用于基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，是基于模糊自适应PID控制器提出的热电解耦控制策略，确定模糊控制器的输入变量和输出变量(即控制量)，模糊PID参数整定器是一个二输入三输出的Mamdani模糊推理***，采用自适应得PID控制能够实时调整PID参数，解决了变工况下常规PID控制效果失效的问题，在热电解耦控制***的作用下，控制高压调节阀和中压调节阀的开度，实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。
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，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的一种超临界双抽汽发电机组简化模型示意图；
图3是本发明实施例中，模糊自适应PID控制器简化示意图；
图4是本发明实施例中，伺服阀-油动机执行机构模型示意图；
图2中：1、超临界直流锅炉；2、汽轮机模块；3、发电机；4、冷凝器；5、循环泵；6、低加回热器；7、除氧器；8、高加回热器；9、第一调节阀；10、第二调节阀；
图4中：CV—调节阀开度指令；T0—油动机开启时间常数；TC—油动机关闭时间常数；Tm—伺服***时间常数；T2—油动机行程反馈时间常数；GV—调节阀实际开度。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1，本发明实施例的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，具体包括以下步骤：
获取双抽汽超临界中间再热机组的汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制
本发明实施例提供的热电解耦控制方法，是一种基于模糊自适应PID控制器提出的热电解耦控制策略，在热电解耦控制***的作用下，控制高压调节阀和中压调节阀的开度，能够实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。
请参阅图2，图2为超临界双抽汽发电机组简化模型示意图。本发明实施例的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制***，所述双抽汽超临界中间再热机组包括超临界直流锅炉1、汽轮机模块2、发电机3、冷凝器4、循环泵5、低加回热器6、除氧器7、高加回热器8、第一调节阀9和第二调节阀10等主要部分。其中，超临界直流锅炉1中燃料和预热后的空气混合并在炉膛内燃烧，产生的高温烟气将热量释放给循环水。汽轮机模块主要包含高压缸、中压缸和低压缸等三个部分；超临界直流锅炉1加热循环水，得到的高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽经高压阀进入高压缸，并进行膨胀做功；高压缸排汽分为两个部分，一部分为第一抽汽(也即图4中的抽汽1)，另一部分进入锅炉进行再热，升温后的蒸汽进入中压缸膨胀做功；中压缸的排汽一部分为第二抽汽(也即图4中的抽汽2)，剩余部分中压排汽进入低压缸中膨胀做功；汽轮机模块2与发电机3相连，在发电机中将机械能转化为电能。
基于上述机组陈述可知，该机组设置有两次抽汽，在高压缸的出口进行第一抽汽，中压缸排汽口处为第二抽汽；循环水在直流锅炉中被加热成过热蒸汽，在高压主汽阀的调节下进入高压缸完成膨胀做功；高压缸排汽一部分用于第一抽汽，另一部分进入锅炉中再次吸热，吸热后的蒸汽经中压调门进入中压缸完成膨胀做功；中压缸的排汽一部分用于第二抽汽，一部分用于除氧器抽汽，剩余的中压缸排汽进入低压缸中膨胀做功；剩余的中压缸排汽进入对称布置的低压缸膨胀做功，排汽经冷凝器得到凝结水；凝结水在循环泵的做功下将凝结水分别送至低加回热器、除氧器和高加回热器；高加回热器出口的循环水进入锅炉中吸热，完成整个热力发电循环。所述双抽汽机组的电负荷与热负荷相互关联，模型通过控制阀门开度的变化，实现对电、热负荷的协调控制，将高压缸和中压缸排汽压力作为集总压力进行建模，各缸的抽汽压力与对应的排汽压力相同，由此提出控制策略。
本发明实施例中，所述控制策略为双抽汽轮机组热电解耦控制策略，包含三个控制变量，分别为汽轮机转速、第一抽汽压力、第二抽汽压力，这三个变量分别表征电负荷、第一热负荷、第二热负荷；其中，汽轮机转速、第一抽汽压力和第二抽汽压力信号在模糊自适应PID控制器作用下，输出调节阀开度指令，控制指令通过伺服阀、滑阀进行电液转化，驱动液压执行机构即油动机调节蒸汽阀门的开度。
各缸的进汽流量信号输入到解耦控制***，在解耦控制系数的作用下实现超临界中间再热机组的静态解耦控制；即电负荷扰动下，发电机组响应完成后热负荷保持不变；在热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变。响应过程中存在动态干扰，动态干扰是无法避免的。
热电解耦控制采用负反馈的调节方式，实际抽汽压力与额定抽汽压力的偏差和转速的偏差输入到神经网络控制器，采用反馈调节的方式可有效避免多变量耦合所产生的震荡与长时间的不稳定现象；模糊PID参数整定器的设计，需确定模糊控制器的结构，也就是确定模糊控制器的输入变量和输出变量(即控制量)，模糊PID参数整定器是一个二输入三输出的Mamdani模糊推理***；转速和抽汽压力的偏差信号经过控制器和前馈控制器模块后，确定高压阀和中压阀的阀门开度，在伺服阀油动机作用下，油动机作为执行机构控制阀门开度，当阀门开度增大时，提高对应的各缸进汽流量；反之，则减少。
本发明实施例的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，包括以下步骤；针对电负荷和热负荷的扰动情况下，实现热电解耦控制的控制方法如下：
(1)电负荷扰动时，热负荷保持不变。当电负荷增加时，协调控制***为响应电负荷的增加，需提高各缸的进汽流量，在解耦控制***的作用下，通过增加高压调节阀和中压调节阀的开度，使得高压缸、中压缸和低压缸的进汽流量增加。为响应电负荷的增加，且保证第一抽汽和第二抽汽的压力不变，在热电解耦***的作用下，需增加高压阀和中压阀门的开度，完成超临界中间再热机组电负荷和热负荷的解耦控制；反之，当电负荷降低时，减小高压阀和中压阀的阀门开度。因此，上述的控制策略实现了维持热负荷保持在恒定值，各缸的做功之和增加，以响应电负荷的增加，在电负荷扰动下，机组的做功能力增加以响应电负荷的需求，动态调节过程中存在热、电负荷的动态干扰，但响应完成后，热负荷维持不变，实现了热负荷和电负荷的静态解耦。
(2)第一抽汽流量扰动，第二抽汽流量和电负荷不变。当第一抽汽的抽汽量增加时，为实现第二抽汽参数和发电机组做功能力保持不变，需增加高压阀的开度，中压阀保持不变，通过控制高压阀的增加的进汽量与第一抽汽流量的增加量保持一致，使得中压缸的排汽压力保持不变，即实现第二抽汽的参数不变。反之，当第一抽汽抽汽量减小，通过减小高压调节阀开度，使得在响应完成后，第二抽汽参数和电负荷保持不变，即实现了电负荷和热负荷的静态解耦控制。
(3)第二抽汽流量扰动，第一抽汽流量和电负荷保持不变。当第二抽汽流量增加时，为实现第一抽汽和电负荷保持不变，需增大高压调节阀和中压调节阀开度，当高压调节阀开度增加时，高压缸进汽流量增加，为满足第一抽汽的抽气参数保持不变，同时增加中压阀的开度，提高中压缸的进汽流量，在第二抽汽流量增加时，减小低压缸的进汽流量，满足电负荷保持不变。反之，当第二抽汽流量减小时，在解耦控制***的作用下，减小高压阀和中压阀的开度，使得第一抽汽参数和电负荷在响应完成后保持不变。
本发明实施例方法的核心发明点在于，鉴于当前超临界抽汽式汽轮机采用串联PI调节器来实现高压调门、低压调门回路控制，存在精度不足、控制效果不佳，且当机组运行在变工况时，机组的运行参数将会削弱热电解耦的控制效果等问题；本发明针对超临界双抽汽轮机组，基于模糊自适应PID控制器提出了热电解耦控制策略，弥补了传统上模型精度不足的问题，采用自适应的PID控制能够实时调整PID参数，解决了变工况下常规PID控制效果失效的问题，在热电解耦控制***的作用下，控制高压调节阀和中压调节阀的开度，实现电负荷和热负荷的静态解耦控制。在动态下无法消除电负荷和热负荷的动态干扰，但在响应完成后，消除了电负荷和热负荷的静态干扰，实现两者的静态解耦控制。
示例解释性的，热电解耦控制***是一个双抽汽轮机热电解耦控制，被控量为电负荷、高压热负荷和中压热负荷，分别由汽轮机转速、高压缸排汽压力和中压缸排汽压力来表征。双抽汽轮机热电解耦控制采用转速和压力负反馈的调节方式，使得电负荷偏差和各缸的热负荷偏差输入到模糊自适应PID控制器中，基于模糊自适应PID控制器实时调整PID参数；电负荷和热负荷的偏差信号包含转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差，偏差信号输入到模糊自适应PID控制器中，在控制器中d/dt微分的作用下，获得转速和压力的偏差变化量，转速、第一抽汽压力和第二抽汽压力的偏差和偏差变化量在量化因子作用下，共同输入到Mamdani模糊推理***中，在控制器函数确定了高压阀和中压阀的阀门开度，当调节过程中，实现转速、第一抽汽压力和第二抽汽压力没有偏差时，控制器便不再起作用，这也意味着输出的调节指令为高压阀和中压阀的最终调节指令，高压阀和中压阀采用反馈控制的方式，当高压阀的调节指令与阀门开度偏差为0时，阀门开度不再发生变化。因此，热电解耦控制***输入转速、第一抽汽压力和第二抽汽压力，在控制器的作用下，通过对阀门的开度控制，输出为高压阀和中压阀的调节指令。各调节阀接收阀门开度调节指令，通过油动机进行阀门开度的调节。当阀门开度增大时，提高对应的各缸进汽流量；反之，则减少。
请参见图3，图3为模糊自适应PID控制器简化图。模糊自适应PID控制器的设计主要包括以下步骤：
首先，确定预整定PID参数；依据常规模糊控制器的设计方法设计模糊PID参数整定器；设计模糊自适应PID控制器。
所述的模糊PID参数整定器的设计，需确定模糊控制器的结构，也就是确定模糊控制器的输入变量和输出变量(即控制量)，模糊PID参数整定器是一个二输入三输出的Mamdani模糊推理***。
e为偏差和ec为偏差变化，可以表示为：
其中：r(k)和r0分别为第k个采样时刻的频率和频率给定值，△t为采样周期。Ke为偏差的量化因子，Kec为偏差变化的量化因子；E和Ec为模糊推理***的输入，Cp，Ci，Cd为模糊推理***的输出；Fp，Fi，Fd为函数表达式，表达式如下所示：Fp＝kp+cp·kp，Fi＝ki+ci·ki，Fd＝kd+cd·kd，式中的kp，ki，kd，为PID控制器的预整定值。
控制规则的设计是设计模糊控制器的关键，一般包括三部分设计内容：
第一，选择描述输入输出变量的词集；
第二，定义各模糊变量的模糊子集；
第三，建立模糊控制器的控制规则。
本发明所采用的模糊推理***的设计工具是MATLAB模糊逻辑工具箱，在MATLAB命令窗口中输入“fuzzy”命令，进入设计界面，开始模糊推理***的设计工作。
在本发明应用中，转速偏差en、第一抽汽压力偏差ep1和第二抽汽压力的偏差ep2输入到模糊自适应PID控制器，在控制器中微分d/dt的作用下，获得转速偏差变化量ecn、第一抽汽压力偏差变化量ecp1和第二抽汽压力的偏差变化量ecp2，各偏差和偏差变化量在对应的量化因子作用下输入到Mamdani模糊推理***，***的输出在函数表达式Fp，Fi，Fd作用下，获得高压阀和中压阀的阀门指令，由于转速、第一抽汽压力和第二抽汽压力三个控制回路具有相同的控制规则，因此，为避免重复，本发明提出一个控制回路的简化模型。
请参见图4，图4为伺服阀油动机结构框图。发电机组中高压阀和中压阀均采用该结构，经过前馈补偿器后输出调节阀开度指令，控制指令通过伺服阀、滑阀进行电液转化，驱动液压执行机构即油动机调节蒸汽阀门的开度。其中，阀门开度指令信号与实际阀门开度指令信号之差，控制电液伺服阀。电液伺服阀将伺服卡的电信号转化为液压信号，其输出也有限制值的，故电液伺服阀有限幅特性。
伺服***接受调节阀的指令CV通过油动机控制调门的开大或关小，经过限幅环节和限速环节分别控制油动机行程上限、下限以及其执行机构运动速度，对伺服***的稳定、安全运行具有保障性的意义。
高压调节阀和低压调节阀接收调节指令后，控制各缸的进汽流量，当电负荷波动或热负荷波动时，在热电解耦控制***的作用下，在动态响应过程中，负荷和热负荷存在动态干扰，在响应完成后，实现静态解耦控制。也即是，在电负荷扰动下，响应完成后，热负荷能恢复到额定值，发电机出力与电负荷波动量一致；当第一抽汽抽汽负荷扰动时，协调控制***通过控制调节阀开度，响应热负荷的变化，当响应完成后，电负荷、第二抽汽参数保持不变。
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。
本发明实施例的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制***，包括：
偏差获取模块，用于获取汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
阀门指令获取模块，用于将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
解耦执行模块，用于基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取双抽汽超临界中间再热机组的汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
2.根据权利要求1所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述双抽汽超临界中间再热机组包括：汽轮机模块；
所述汽轮机模块包括：高压缸、中压缸和低压缸；
所述高压缸的排汽分为两个部分，其中一部分为第一抽汽，另一部分进入锅炉进行再热升温；升温后的蒸汽进入所述中压缸膨胀做功；
所述中压缸的排汽分为两个部分，其中一部分为第二抽汽，另一部分进入所述低压缸膨胀做功。
3.根据权利要求1所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令的步骤具体包括：
将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入到模糊自适应PID控制器，在控制器中微分d/dt的作用下，获得转速偏差变化量、第一抽汽压力偏差变化量和第二抽汽压力偏差变化量；各偏差和偏差变化量在对应的量化因子作用下输入到Mamdani模糊推理***，***的输出在函数表达式Fp、Fi、Fd的作用下，输出高压阀和中压阀的阀门指令；
其中，所述模糊自适应PID控制器的参数整定器是一个二输入三输出的Mamdani模糊推理***，表示为e(k)＝r(k)-r0，
式中，r(k)和r0分别为第k个采样时刻的频率和频率给定值；△t为采样周期；Ke为偏差的量化因子；Kec为偏差变化的量化因子；e为偏差、ec为偏差变化，作为模糊推理***的输入；Cp、Ci、Cd作为模糊推理***的输出；Fp、Fi、Fd为函数表达式为Fp＝kp+cp·kp、Fi＝ki+ci·ki、Fd＝kd+cd·kd，kp、ki、kd为所述模糊自适应PID控制器的预整定值。
4.根据权利要求1所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制的步骤具体包括：
基于所述高压阀和中压阀阀门指令实现：(1)电负荷扰动下，发电机组响应完成后热负荷保持不变；(2)热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变。
5.根据权利要求4所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述电负荷扰动下，发电机组响应完成后热负荷保持不变具体包括：
当电负荷增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀和中压阀的开度，使得高压缸、中压缸和低压缸的进汽流量增加，实现发电机组响应完成后热负荷保持不变；
当电负荷降低时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀和中压阀的开度，使得高压缸、中压缸和低压缸的进汽流量减小，实现发电机组响应完成后热负荷保持不变。
6.根据权利要求4所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变具体包括：
第一抽汽流量增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀开度且保持中压阀开度不变，使得高压阀进汽量的增加量与第一抽汽流量的增加量保持一致且使得中压缸的排汽压力保持不变，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变；
第一抽汽流量减小时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀开度且保持中压阀开度不变，使得高压阀进汽量的减小量与第一抽汽流量的减小量保持一致且使得中压缸的排汽压力保持不变，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变。
7.根据权利要求4所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述热负荷扰动下，发电机组响应完成后输出功率保持不变具体包括：
第二抽汽流量增加时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令增加高压阀和中压阀开度，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变；
第二抽汽流量减小时，基于所述高压阀和中压阀的阀门指令减小高压阀和中压阀开度，实现发电机组响应完成后输出功率保持不变。
8.根据权利要求1所述的一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制方法，其特征在于，所述基于所述高压阀和中压阀的阀门指令实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制的步骤具体包括：
所述高压阀和中压阀的阀门指令通过伺服阀、滑阀进行电液转化，获得驱动指令；
基于所述驱动指令驱动液压执行机构调节高压阀和中压阀的开度，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
9.一种双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制***，其特征在于，包括：
偏差获取模块，用于获取汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差；
阀门指令获取模块，用于将汽轮机转速偏差、第一抽汽压力偏差和第二抽汽压力偏差输入模糊自适应PID控制器，通过所述模糊自适应PID控制器输出高压阀和中压阀阀门指令；
解耦执行模块，用于基于所述高压阀和中压阀阀门指令，实现双抽汽超临界中间再热机组的热电解耦控制。
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