王晓宇 康永昊
国网新疆电力有限公司电力科学研究院 新疆 乌鲁木齐 830011
众所周知，亚临界机组有一个大容量的蓄热储能装置汽包，汽水混合物的完全分离是在汽包内部完成的，汽和水在不同压力下在水冷壁中形成不同的状态，比如在低压下形成炮状流，在中压下形成是柱状流，在高压下形成环状流。亚临界机组虽然炉、机结构不变，但是在压力变化的条件下，汽水状态发生了变化，机组的被控对象随着负荷的升高也就发生了变化，不能用一套基本不变的协调控制参数很好的控制亚临界机组。下面介绍亚临界机组协调控制系统新优化方法。
1 优化预加煤
首先我们需要对亚临界机组的各个负荷段进行负荷扰动试验，给定一定值的煤量进行扰动，通过系统辨识负荷响应曲线，就可知道亚临界机组各个负荷段被控对象的传递函数，亚临界机组随着负荷段的升高，被控对象的迟延时间τ增大，惯性阶数n增大，惯性时间T也增大，亚临界机组被控对象的传递函数为G(S)=k* ****…**,被控对象的各个负荷段传递函数的参数如下表所示。
.png)
从上表可以看出，40%负荷段的迟延时间τ(s)最小，惯性阶数最小，每阶惯性时间最小，100%负荷段迟延时间τ(s)最长，惯性阶数最大，每阶惯性时间最长。因为亚临界机组每个负荷段传递函数的参数不一样，说明每个负荷段汽水状态都不一样。本论文首先对亚临界机组的预加煤系统进行了优化，传统的预加煤是一个脉冲定值，如下图1所示。脉冲时间根据负荷指令的变动时间而定，优化的预加煤是一个随负荷指令不断收缩的变值，在图形上像一个梯形，如图2所示。传统预加煤和梯形预加煤在负荷变动时间内积分煤量是相等的。
.png)
图1传统预加煤 图2梯形预加煤
在用梯形预加煤进行协调控制系统优化时，特别需要关注锅炉壁温的变化情况，梯形预加煤初始煤量一定要根据锅炉壁温而决定，不能使锅炉壁温变化过快，所以梯形预加煤初始煤量一定是锅炉壁温能够承受的量。通过梯形预加煤进行协调优化后，被控对象各个负荷段用传递函数描述的结果如表2所示。
.png)
根据表2可知，通过预加煤优化被控对象用传递函数描述后，迟延时间τ(s)缩短了，惯性阶数是4阶，惯性时间T(s)也缩短了。大家都知道，要想控制好大惯性的被控对象，首先要知道被控对象的惯性阶数，现在已经知道了被控对象的惯性阶数和惯性时间，就需要用相同的微分阶数和微分时间对被控对象进行前馈。传统的能量平衡公式可知热量指令和锅炉热量信号都是一阶微分进行前馈，一阶微分前馈四阶惯性的被控对象在理论上显然是说不通的。优化后的直接能量平衡如图3所示。
.png)
图3：四阶微分直接能量平衡公式
3 结论
通过以上两步对亚临界机组协调控制系统优化后，亚临界协调控制系统负荷指令能够很好的跟踪调度指令，并且自动控制发电（AGC）控制系统响应时间也明显的缩短，AGC响应时间合格率也有了提高。亚临界实际主蒸汽压力也能够很好的跟踪主蒸汽压力设定值，不出现大幅波动的现象。
参考文献
[1]张瑞亚,田亮.直接能量平衡(DEB)协调控制系统参数整定[J].华北电力大学学报(自然科学版),2017,44(04):85-91.
[2]刘吉臻,田亮,曾德良,刘鑫屏.660MW机组负荷-压力非线性特性的分析[J].动力工程,2005(04):533-536+540.