聯(lián)合循環(huán)建模與PID優(yōu)化策略查重

1、(頻率/轉(zhuǎn)速控(頻率/轉(zhuǎn)速控制 ) 第一章 緒論1.1 本文的選題背景及意義1.2 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)仿真概念及發(fā)展現(xiàn)狀1.3 仿真工具 Matlab/Simulink 1.4 本文主要工作內(nèi)容和目標(biāo)第二章 OC6000E控制系統(tǒng)設(shè)計新華介紹方案設(shè)計第三章 聯(lián)合循環(huán)控制系統(tǒng)的建模建模的目的及聯(lián)合循環(huán)的原理燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)建模燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷控制器模型排氣溫度控制器轉(zhuǎn)速控制器加速度控制器燃?xì)廨啓C(jī)整體模型余熱鍋爐系統(tǒng)模型蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)模型聯(lián)合循環(huán)整體模型第四章 基于粒子群優(yōu)化算法的聯(lián)合孤網(wǎng)控制策略電站孤網(wǎng)運行的特性與控制策略 PID 控制器與粒子群（ PSO）算法原理介紹優(yōu)化 PID控

2、制器的步驟與計算（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制）（燃機(jī)、汽輪機(jī)負(fù)荷變化）第五章 聯(lián)合循環(huán)控制的策略的仿真（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制）（燃機(jī)、汽輪機(jī)負(fù)荷變化） PID 無優(yōu)化的仿真（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制）優(yōu)化的 PID仿真整體模型的仿真第六章 結(jié)論論課題的背景和意義其中的二線管道天然氣氣源來自-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)再通過電動機(jī)驅(qū)動 2臺壓縮機(jī)。經(jīng)過計44MW電力上網(wǎng)，完全可以滿足壓論課題的背景和意義其中的二線管道天然氣氣源來自-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)再通過電動機(jī)驅(qū)動 2臺壓縮機(jī)。經(jīng)過計44MW電力上網(wǎng)，完全可以滿足壓1.1西氣東輸工程是我國重大的能源項目之一，境外，其中包括土庫曼斯坦、 哈薩克斯坦等中亞國家。 新疆，寧夏，甘肅，陜西，河南

3、，湖北，湖南，江西，廣西，廣東等地，從天然氣到新疆五華虹橋西部中西部農(nóng)村路線，干線全長約 4900千米，全線管道包擴(kuò)支線總長度超過 9100千米。由于輸氣距離遠(yuǎn)較遠(yuǎn)，輸送沿途壓損很大，需要在進(jìn)行沿程升壓以抵消壓力損失，在管線沿途約每間隔 200公里建設(shè)一座天然氣升壓站 （以下簡稱壓氣站） 。我國西部地區(qū)幅員遼闊， 自然環(huán)境惡劣， 人口相對稀疏， 在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)缺少電網(wǎng)的覆蓋，而壓氣站大多建設(shè)在這些地區(qū)。 因此，采用了燃?xì)廨啓C(jī)通過齒輪箱機(jī)械拖動壓縮機(jī)升壓的方式。燃?xì)廨啓C(jī)運行時會排出高溫廢氣， 溫度在470500之間，最高能達(dá)到 530。壓氣站一般配置有 GE公司 PGT25+SA（額定輸出功率

4、31MW）以及羅羅公司的 RB211共三臺燃?xì)廨啓C(jī)（ 2用1備）。之所以采用這種動力配置是考慮到壓氣站所處位置的自然條件， 夏季環(huán)境溫度高， 極端情況下會導(dǎo)致燃機(jī)輸出功率由標(biāo)準(zhǔn)工況下（15）下降為22MW（45）。而壓縮機(jī)的額定功率只有 18MW，在一年中的大多的數(shù)時間內(nèi)， 燃機(jī)都處于非額定工況運行， 綜合效率低下且造成大量燃料浪費。同時，燃起輪機(jī)的高溫尾未經(jīng)處理，氣直接排放到大氣中，不僅造成了空氣熱污染，更是一種熱量的浪費。這與當(dāng)今倡導(dǎo)“節(jié)能減排”型社會的理念不相符合，有必要對這部分熱能進(jìn)行回收利用。因此，有方案提出將壓氣站其中一臺燃?xì)廨啓C(jī)改造為燃?xì)怆姡瑢簹庹靖脑斐梢粋€小型孤網(wǎng)電站，算，如

5、果聯(lián)合循環(huán)通過補(bǔ)燃的方式可以輸出約縮機(jī)約 36MW的電力需求。這樣不僅回收利用了廢氣的余熱，還減少了一臺燃?xì)廨啓C(jī)運行帶來的燃料消耗， 提高了壓氣站的整體運行效率。 經(jīng)核算，每年可節(jié)約燃料費 30005000萬元，減少碳排放萬噸，改造方案具有良好的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。但是隨之改造方案設(shè)計的深入， 孤網(wǎng)條件下聯(lián)合循環(huán)的控制與調(diào)節(jié)成為設(shè)計/調(diào)速控國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀孤網(wǎng)運行頻率調(diào)節(jié)8%”，這個數(shù)值是電網(wǎng)中的最大單機(jī)2 ，容錯率包括對應(yīng)的自備電廠由于技術(shù)儲備和6 。用戶和所有的發(fā)在/調(diào)速控國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀孤網(wǎng)運行頻率調(diào)節(jié)8%”，這個數(shù)值是電網(wǎng)中的最大單機(jī)2 ，容錯率包括對應(yīng)的自備電廠由于技術(shù)儲備和6 。用

6、戶和所有的發(fā)在7 。6 ，由理論可知，頻率的變化設(shè)計者會因地制宜， 提供最合8 。一旦發(fā)電單元中的控制系統(tǒng)已制一直是電力行業(yè)研究的重點。1.21.2.1區(qū)分大電網(wǎng)和小電網(wǎng)，有一個界限值“容量，如果大于這個數(shù)值，我們稱這個電網(wǎng)為小電網(wǎng)， 反之，如果小于這個數(shù)值，我們將這個作為大網(wǎng)絡(luò)。孤網(wǎng)是孤立的小網(wǎng)，通過一個“孤”字，就可以明白，它從主網(wǎng)中孤立出來， 不隨大電網(wǎng)的性能而轉(zhuǎn)移， 自己單獨成立一個系統(tǒng)獨立運行1 。在我們熟知的大電網(wǎng)中，當(dāng)其中的任意一臺機(jī)組發(fā)生故障甩負(fù)荷，都可以從鍋爐中的熱備用或者轉(zhuǎn)動慣量中的旋轉(zhuǎn)備用中獲取能量來彌補(bǔ)高。而小網(wǎng)由于總?cè)萘啃。?單機(jī)容量就顯得很大， 發(fā)生事故對整個孤網(wǎng)系

7、統(tǒng)沖擊明顯，容錯率低 3 。但是大電網(wǎng)有個問題就是不能覆蓋世界的每一個角落，對于這些大電網(wǎng)所不能覆蓋的區(qū)域， 小電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的運行， 就顯得尤為重要 4 。再比如說，孤網(wǎng)運行工況還大面積存在于大型的工礦企業(yè)，和下游的工業(yè)負(fù)荷。 再有就是國外的一些不發(fā)達(dá)或欠發(fā)達(dá)地區(qū)，物質(zhì)供應(yīng)較差，電網(wǎng)建設(shè)不夠健全， 這對于出口到該地區(qū)的機(jī)組就需要有滿足孤網(wǎng)運行的要求【 5】。發(fā)電機(jī)是電力的源頭，其與孤網(wǎng)共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)電機(jī)組通過電網(wǎng)聯(lián)系在一起。 發(fā)電機(jī)組的作用是保證系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定，電網(wǎng)和負(fù)荷之間架起一段平衡的橋梁發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組的重要環(huán)節(jié)與轉(zhuǎn)速相關(guān)，當(dāng)下游負(fù)荷突然甩動造成的轉(zhuǎn)速飛升， 會使

8、頻率短時間內(nèi)大幅波動，這就要求調(diào)速系統(tǒng)對其進(jìn)行控制， 避免事故的發(fā)生，我們通常稱之為一次調(diào)頻 7 。每臺機(jī)組的一次調(diào)頻中相應(yīng)的控制參數(shù)都不一樣，理的參數(shù)設(shè)置，已達(dá)到調(diào)頻性能最優(yōu)的方案經(jīng)決定了 FM的性能9 ，則在沒有發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)的情況下的控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)的目標(biāo)是轉(zhuǎn)速， 而當(dāng)發(fā)電機(jī)組與主網(wǎng)相連接后， 調(diào)節(jié)的對象發(fā)生轉(zhuǎn)變， 從轉(zhuǎn)速變10 ，并和其他機(jī)組保證轉(zhuǎn)速不會突然降低， 從而使電12 ，DEH 在最初的機(jī)械液壓調(diào)速系統(tǒng)所以我們需要一個是參數(shù)10 ，并和其他機(jī)組保證轉(zhuǎn)速不會突然降低， 從而使電12 ，DEH 在最初的機(jī)械液壓調(diào)速系統(tǒng)所以我們需要一個是參數(shù)18 。使電網(wǎng)的關(guān)鍵讓事故在最初階段就被

9、扼殺， 不讓;文獻(xiàn)22 提出的相應(yīng)方進(jìn)行相應(yīng)的通信連接，保證控制方式的即時可靠，使頻率控制在允許的范圍內(nèi)；同時，還會有一些特殊的狀況，就是機(jī)組的突然跳閘，對于這一事故，調(diào)速系統(tǒng)會通過相應(yīng)的控制方式投入備用的發(fā)電機(jī)組，網(wǎng)平穩(wěn)的運行 11 。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)速系統(tǒng)也在與時俱進(jìn)的發(fā)展現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的就是數(shù)字電液調(diào)速系統(tǒng)，中做了明顯的改進(jìn) 13 ，無論是在裝置的選用還是技術(shù)的運用， 都有明顯的提高，但是不得不說的是， DEH 在某總程度上卻限制了一次調(diào)頻的性能。新技術(shù)的支持和研究 14 ，但也要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況， 合理的增減相應(yīng)的配套裝置，對于調(diào)速系統(tǒng)， 我們更應(yīng)該從兩個方面因地制宜的加以

10、改進(jìn)，的設(shè)置15 ，另一個就是控制方式的選擇 16 ，是調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮調(diào)頻作用的關(guān)鍵，也是一項意義非凡的工作。同時，當(dāng)負(fù)荷波動十分劇烈特殊情況下， 一次調(diào)頻調(diào)控范圍將受到限制 17 ，即便將限幅全部放開， 勉強(qiáng)達(dá)到調(diào)頻的目標(biāo)， 也會對電網(wǎng)造成強(qiáng)烈的沖擊， 對孤網(wǎng)電壓造成嚴(yán)重影響，同時也會削減發(fā)電機(jī)組的壽命在孤網(wǎng)運行中事故發(fā)生的過程中，開始都是局部的小故障，由于不能及時的解決，從而導(dǎo)致事故的無限的擴(kuò)展和蔓延， 最終的結(jié)果就是電網(wǎng)解列和整個孤網(wǎng)崩潰19 。如果故障發(fā)生在萌芽階段， 就能通過機(jī)組的調(diào)節(jié)能力和相應(yīng)的配合裝置消滅隱患，迅速作出調(diào)整， 重建發(fā)電側(cè)和用電網(wǎng)側(cè)的新的平衡，性能指標(biāo)頻率和電壓始終保

11、持著合理的區(qū)間，其無限蔓延滋生 20 。現(xiàn)階段國內(nèi)外對于一次調(diào)頻的調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及其運行方式的研究，重點放在應(yīng)用電力系統(tǒng)仿真軟件， 以期結(jié)合已有的理論知識， 解決實際運行中發(fā)生的問題。文獻(xiàn)21 通過在頻率和時間兩個方面分析得出系統(tǒng)中阻尼的規(guī)律是如何受到調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)的影響，并給出了如何設(shè)置相關(guān)的參數(shù)案主要是針對低頻低壓減載， 通過對實際生產(chǎn)中模型的建立， 反復(fù)調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù)，得到一組是調(diào)頻性能最優(yōu)的方案， 得出的結(jié)論是，調(diào)速系統(tǒng)PID 參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引24 ，不能很好是本文研究的重保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。 但是，如果OPC 的為進(jìn)一小網(wǎng)的容量不大，29 ，具有良好的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性，24 ，不能

12、很好是本文研究的重保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。 但是，如果OPC 的為進(jìn)一小網(wǎng)的容量不大，29 ，具有良好的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性，31 。33 。另一方面，當(dāng)震DEH）的一個重學(xué)性有直接的關(guān)系 ;文獻(xiàn)23 運用了對比法，通過不同的試驗給出的結(jié)論是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的不合理和控制方式選用不當(dāng)，是調(diào)速系統(tǒng)調(diào)頻性能較差的主要原因，提出在以往的研究中所運用到的模型都比較固化也有大多的簡化地反應(yīng)出實際的效果， 沒有普遍的適用性， 所以在本文的研究， 通過一個科學(xué)的方法找出一種普遍適用的方案解決調(diào)速系統(tǒng)中存在的相關(guān)問題，點，也是研究的難度之一。孤網(wǎng)運行中的有功出力和負(fù)載側(cè)的不平衡， 在火電廠中，超速保護(hù)裝置（OPC）是電

13、液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ DEH）中一項非常重要的功能 25 ，主要的作用是在突然甩掉大負(fù)荷的情況下抑制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速飛升，參數(shù)設(shè)置不合理 26 ，那么脫離大電網(wǎng)的孤網(wǎng)， 在負(fù)載波動的情況下， 會產(chǎn)生強(qiáng)烈的功率和頻率上的震蕩現(xiàn)象， 如果這種震蕩不能及時的解決， 將會給大電網(wǎng)帶來巨大的沖擊 27 ，所以這時孤網(wǎng)及時的脫離主網(wǎng)將是非常重要的舉措。步研究孤網(wǎng)運行的穩(wěn)定性， 本文建立了孤網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型， 并仿真孤網(wǎng)運行負(fù)荷震蕩的特殊工況。對OPC 控制邏輯進(jìn)行了改進(jìn)， 結(jié)果表明增加限幅或者去除限幅的限制，能更好的利用 OPC 保證孤網(wǎng)運行的安全和穩(wěn)定 28 。近幾年，大容量電力系統(tǒng)是世界各地發(fā)展的大趨勢， 但因電氣設(shè)

14、備故障或其他的故障， 為避免造成大電網(wǎng)的崩潰，大電網(wǎng)會在沒有預(yù)知的情況下解列成孤立的小網(wǎng)。但在解列后仍能正常運行。 孤網(wǎng)運行最值得關(guān)注的特點是負(fù)荷控制一匝頻率控制和控制系統(tǒng)具有滿足要求的靜態(tài)特性保持自動電網(wǎng)周波數(shù)的穩(wěn)定 30 。在中國電網(wǎng)發(fā)展的初期，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，許多電廠都就自給自足，然后將過剩的電能發(fā)到主網(wǎng)中去以平衡冗余功率電纜型號普遍是 110KV 的，如果主網(wǎng)電壓升高， 那么地方從孤網(wǎng)上取電就相對容易些32 。如果主網(wǎng)電壓是 220KV，那么孤網(wǎng)就要通過發(fā)電機(jī)的參與是電壓達(dá)到110KV。孤網(wǎng)運行發(fā)生的概率隨著主網(wǎng)的電壓升高而升高蕩發(fā)生在一個特定的電網(wǎng)上， 那么這個電網(wǎng)要自動解列以阻止

15、更大范圍為的震蕩帶來不良的后果。目前， OPC 控制邏輯是汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（要組成部分 34 ，但發(fā)生在世界各地的許多停電事故表明， 在一些特定的情況下，OPC 的控制邏輯的參數(shù)整定是不合理的。 在這種情況下，OPC 控制邏輯可能無法那孤網(wǎng)不穩(wěn)定的37 ，在發(fā)生短因此，一次調(diào)頻和 OPC 控制參數(shù)的研23 ，它能避免不必要的停電耽誤生38那孤網(wǎng)不穩(wěn)定的37 ，在發(fā)生短因此，一次調(diào)頻和 OPC 控制參數(shù)的研23 ，它能避免不必要的停電耽誤生38 。39 。第一，在額定條件，負(fù)荷擾在大的擾第二，汽輪機(jī)進(jìn)氣口的開40 ，同時，在出現(xiàn)大負(fù)荷擾動的有一定的局限性44 。這對汽輪機(jī)和電網(wǎng)都會帶來不良后果

16、。由OPC 的控制原理可知 35 ，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過 3090 轉(zhuǎn)（超過額定轉(zhuǎn)速的 103%）時，DEH 通過關(guān)閉高壓和中壓閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。 當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時， DEH 系統(tǒng)去除“關(guān)閥”的信號，轉(zhuǎn)為調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制 36 。設(shè)置OPC 控制邏輯主要是為了防止在負(fù)荷突然甩掉的情況下抑制轉(zhuǎn)速飛升和頻率的震蕩。原因主要是因為其容量和旋轉(zhuǎn)備用容量都相對于大電網(wǎng)要小很多路等極端情況下，功率震蕩會更為劇烈，嚴(yán)重的情況會導(dǎo)致整個電網(wǎng)的癱瘓，嚴(yán)重威脅到企業(yè)的正常生產(chǎn)和居民的生活。究對孤網(wǎng)頻率穩(wěn)定性控制有著重要的意義產(chǎn)和生活，還能為正常安全的用電提供指導(dǎo)。 經(jīng)常用到這個水輪機(jī)的數(shù)學(xué)模型來分析仿真其在額定狀態(tài)下

17、的動態(tài)特性， 由于甩負(fù)荷狀態(tài)是一個比較強(qiáng)烈的波動工況，我們必須研究其非線性特點和 OPC控制邏輯信號來考慮孤網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)性能出于這個目的，兩個重要的問題首先要被解決動較小的情況下， 可以用更加精確的數(shù)學(xué)模型將擾動線性化加以分析。動下，這個模型將因為非線性特性不可以再進(jìn)行使用。度會隨著轉(zhuǎn)速、功率、壓力信號的指示而變化情況下，OPC 系統(tǒng)將成為主導(dǎo)， 對轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制， OPC 會痛快快速的關(guān)閉調(diào)節(jié)閥來抑制轉(zhuǎn)速飛升和系統(tǒng)的震蕩。 其起OPC 裝置過渡動作，文獻(xiàn)41 就提出了兩臺某廠實際運行中， 就是由于OPC 的過渡動作導(dǎo)致電網(wǎng)頻率的頻繁振蕩， 最后引起全廠停電的事故。文獻(xiàn)42 介紹了在目前國內(nèi)一些孤網(wǎng)

18、運行的電廠中通過改變設(shè)置相應(yīng)參數(shù)改進(jìn) DEH 一次調(diào)頻的性能。 還有一個問題就是孤網(wǎng)運行時， 現(xiàn)場人員必須參與，而且技術(shù)儲備和知識儲備跟大電網(wǎng)相比都相對匱乏，43 ；再有就是主要通過實驗的方法， 來研究處理突發(fā)狀況的途徑， 但是卻局限在某種特定的情況， 并且實驗本身還存在一定的風(fēng)險。 所以無論是從理論還是技術(shù)出發(fā)，對孤網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)的研究，都顯得尤為重要1.2.2 聯(lián)合循環(huán)的控制裝置通常情況，燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站由燃?xì)馄啓C(jī)機(jī)組和蒸汽輪機(jī)機(jī)組分別在19 。PID 從而更好的 PID 控制方式，可實現(xiàn)對于聯(lián)合循環(huán)裝置的控制而本文任務(wù)回顧孤網(wǎng)運行的控制策略以及燃?xì)饣谛氯A OC6000e提出壓氣站

19、改造控制系統(tǒng)設(shè)計方案PSO優(yōu)化 PID控制器PID控制器其以圖形化模塊為基本單位，以此來構(gòu)建數(shù)據(jù)交互和系統(tǒng)GE新華控制工程公司在19 。PID 從而更好的 PID 控制方式，可實現(xiàn)對于聯(lián)合循環(huán)裝置的控制而本文任務(wù)回顧孤網(wǎng)運行的控制策略以及燃?xì)饣谛氯A OC6000e提出壓氣站改造控制系統(tǒng)設(shè)計方案PSO優(yōu)化 PID控制器PID控制器其以圖形化模塊為基本單位，以此來構(gòu)建數(shù)據(jù)交互和系統(tǒng)GE新華控制工程公司組態(tài)建模和OC6000e 軟件是-蒸汽論聯(lián)合循環(huán)機(jī)組控制策略及控制裝控制器可謂由來已久且被廣泛的應(yīng)用于全世界各國的工業(yè)控制及自動化領(lǐng)域。我國的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用中， PID 控制器也具有無可取代的重要

20、位置控制規(guī)律沒有復(fù)雜繁瑣的原理， 操作簡單，易于掌握，具有良好的通用性和控制性能。通過應(yīng)用合理有效方法， 可以整定得出效果良好的控制參數(shù)，滿足控制要求。在計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)逐漸發(fā)展起來的今天， 您可以提供使用計算機(jī)，數(shù)字平臺過濾器 - PID積分隔離PID控制，尋找像優(yōu)秀的 PID控制方式20 。初始普通正常儀表在現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場控制， 并在人工操作控制器時進(jìn)行控制， 有許多要求和技術(shù)都不能達(dá)到，然而采用以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的對于被控對象的模糊控制和控制參數(shù)的在線自整定。言，采用 PID控制可提高效率，環(huán)保節(jié)能，達(dá)到更高的控制要求和控制功能。1.31）置。2）3) 建立燃機(jī) -蒸汽聯(lián)合循環(huán)的數(shù)學(xué)模型及控

21、制模型4）（模糊控制？）粒子群5）仿真驗證孤網(wǎng)條件下的控制策略及粒子群優(yōu)化第二章 基于新華 OC6000e系統(tǒng)的控制系統(tǒng)方案新華OC6000e介紹組態(tài)軟件是一個模塊化建模及運行的集成環(huán)境，通過模塊間輸入輸出的連接來實現(xiàn)中間數(shù)據(jù)的傳遞，分析的整個過程。該聯(lián)合循環(huán)機(jī)組性能監(jiān)測診斷系統(tǒng)是依托的OC6000e 組態(tài)平臺，利用該軟件平臺的自帶數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)配置、圖形界面的編輯功能， 實現(xiàn)機(jī)組運行時的性能監(jiān)測和故障診斷。結(jié)合其在電站控制方面的工4 所示從而汽機(jī)處于全額44MW,可以滿足兩臺壓縮機(jī) 36MW的需要。2所示 結(jié)合其在電站控制方面的工4 所示從而汽機(jī)處于全額44MW,可以滿足兩臺壓縮機(jī) 36MW

22、的需要。2所示 。符號單位怠速狀態(tài)最大狀態(tài)極限運行程經(jīng)驗所研發(fā)的控制系統(tǒng)，如圖聯(lián)合循環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計動力配置將現(xiàn)有一臺燃機(jī)改為燃機(jī) -蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組通過余熱鍋爐回收部分高溫?zé)煔獾臒崃?。必要時通過補(bǔ)燃的方式就可為余熱鍋爐提供能量，發(fā)電狀態(tài)，為電網(wǎng)提供足夠電力。 新系統(tǒng)動力配置如圖 1所示?？紤]到設(shè)備效率因素，聯(lián)合循環(huán)上網(wǎng)功率可達(dá)圖1 動力配置示意圖 Power configuration schematic方案中燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組為一用一備，增加燃?xì)膺M(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，確保機(jī)組在極端環(huán)境溫度條件下的功率輸出， 最大限度提高燃?xì)廨啓C(jī)的出力。 同時配置雙壓補(bǔ)燃型余熱鍋爐，確保蒸汽輪機(jī)的出力。增加兩臺電動機(jī)

23、用以驅(qū)動現(xiàn)有壓縮機(jī)。改造后的壓氣站工藝流程如圖主設(shè)備參數(shù)（一）燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)表參數(shù)名稱值參數(shù)雙壓余熱鍋爐t/hMPat/hMPa%參數(shù)KWr/minMPa參數(shù)雙壓余熱鍋爐t/hMPat/hMPa%參數(shù)KWr/minMPat/hMPakPat/ht（DCS）數(shù)值32438109140數(shù)值90003000 ( 絕對)435-15+10321405946名稱產(chǎn)品類型主汽蒸汽量主汽蒸汽壓力主汽蒸汽溫度補(bǔ)氣蒸汽量補(bǔ)氣蒸汽壓力補(bǔ)氣蒸汽溫度余熱鍋爐效率(三) 蒸汽輪機(jī)參數(shù)名稱額定功率額定轉(zhuǎn)速額定進(jìn)汽壓力及變化范圍額定進(jìn)汽溫度及變化范圍額定進(jìn)汽流量補(bǔ)汽溫度補(bǔ)汽壓力背壓額定補(bǔ)汽流量汽輪機(jī)本體重量2. 3 控制系統(tǒng)

24、構(gòu)成本改造方案為壓氣站新增的蒸汽輪機(jī)控制系統(tǒng)、水處理及水循環(huán)系統(tǒng)、余熱鍋爐（HRSG）控制系統(tǒng)、進(jìn)氣冷系統(tǒng)卻等由一套雙冗余分散控制系統(tǒng)MARK VIe控制系統(tǒng)升級為燃?xì)廨啓C(jī)DCS 系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)通過PDH信進(jìn)行控制，在原廠 MARK VIe控制系統(tǒng)升級為燃?xì)廨啓C(jī)DCS 系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)通過PDH信控制系統(tǒng)的 MARK VIEW，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 3所示。圖2 壓氣站工藝流程圖Process flow chart of pressure station新增的DCS系統(tǒng)采用GE新華公司 OC6000e一體化控制平臺系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為一下兩個部分：(1) PDH分類信息網(wǎng)絡(luò)：冗余約 100

25、 Mbps，F(xiàn)T實時高速以太網(wǎng)。實時高速以太網(wǎng)在容錯的基礎(chǔ)上采取多重冗余技術(shù)；(2) UDH 單元控制信息網(wǎng)： 100Mbps 實時控制信息網(wǎng)用于控制器之間的通訊，不直接對外開放。 它提供燃機(jī)控制器、 汽機(jī)控制器等系統(tǒng)間的高速端與端對等的通訊。帶有穩(wěn)定PDH雙穩(wěn)態(tài)雙通道通信網(wǎng)站的 DCS MARK VIe系統(tǒng)的實現(xiàn)。 采用以太網(wǎng)TCP-IP GSM通信協(xié)議。 Mark VIe 系統(tǒng)配置站在 GSM冗余接口上，站在 DCS系統(tǒng)安裝的多功能接口上，所有接口站有兩個網(wǎng)。整個通信系統(tǒng)構(gòu)成四個通信通道，任何時刻有一個通道保持工作，其他三個為備用通道，保證壓氣站MARK VIe系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通訊的可靠性。新

26、增DCS控制系統(tǒng)同樣采用雙冗余控制網(wǎng)絡(luò)，與壓氣站原息網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。兩個操作員站在一起，一個工程師站和累積站。DCS系統(tǒng)中。主要控制功能新增的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（ ETS、TSI、DEH）、進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)、余熱鍋爐控制系DCS系統(tǒng)中。主要控制功能統(tǒng)、水循環(huán)控制系統(tǒng)等均布置于新增配置1 套GPS網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器，向全站各控制系統(tǒng)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)同步時鐘信號。圖 3 壓氣站 DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Structure diagram of DCS system2.4機(jī)組啟停過程的順序控制主要包括：輔機(jī)運行，機(jī)組啟動前準(zhǔn)備，按壓縮機(jī)/余熱鍋爐/火/渦輪機(jī)順序啟動，機(jī)組正常停機(jī)，機(jī)組急停。聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在孤網(wǎng)條件下運行， 根

27、據(jù)需求，特別是鍋爐， 鍋爐和渦輪機(jī)的蘋果酒系統(tǒng)停止邏輯和旁路系統(tǒng)保護(hù)邏輯。系統(tǒng)啟動總體順序：1. 黑啟動（柴油發(fā)電機(jī)啟動）2. 燃機(jī)輔助系統(tǒng)啟動3. 燃機(jī)發(fā)電機(jī)啟動，燃機(jī)啟動，穩(wěn)定后并網(wǎng)4. 余熱鍋爐和汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)啟動5. 燃?xì)庥酂崴椭劣酂徨仩t6. 余熱鍋爐啟動7. 汽輪機(jī)滿足啟動條件啟動，穩(wěn)定后并網(wǎng)8. 單臺壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)啟動9. 單臺壓縮機(jī)高壓變頻穩(wěn)定啟動10.第二臺壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)啟動11.第二臺壓縮機(jī)高壓變頻穩(wěn)定啟動回路控制主要控制進(jìn)氣冷卻，壓縮機(jī)，并控制燃料的速度 /負(fù)荷/燃料/溫度/同步控制，鍋爐水位 /溫度/壓力控制，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速 /負(fù)載/同步控制、孤網(wǎng)電壓控制等。FSR。燃?xì)庥捎?/p>

28、三通進(jìn)而控制汽DEH系統(tǒng)通過接收負(fù)荷中心的指令自動調(diào)節(jié)進(jìn)汽從源頭講汽輪輪在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組負(fù)荷控制中起少量自動調(diào)節(jié)負(fù)荷分以保證每周一次的Kreis 系FSR。燃?xì)庥捎谌ㄟM(jìn)而控制汽DEH系統(tǒng)通過接收負(fù)荷中心的指令自動調(diào)節(jié)進(jìn)汽從源頭講汽輪輪在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組負(fù)荷控制中起少量自動調(diào)節(jié)負(fù)荷分以保證每周一次的Kreis 系燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)載的變化可以最終改變，從而可以制造燃料行程標(biāo)準(zhǔn)輪機(jī) MARK V控制系統(tǒng)通過接收負(fù)荷中心的指令自動調(diào)整燃料基準(zhǔn)運行模式來改變功率輸出。燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組負(fù)荷控制中起主要作用。余熱鍋爐的負(fù)荷變化主要取決于燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度和流量變化，擋板為全開、全關(guān)式，無法調(diào)節(jié)煙氣流量， 因而余

29、熱鍋爐在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組負(fù)荷控制中起的作用有限。汽輪機(jī)的功率負(fù)荷變化是通過改變調(diào)節(jié)汽門開度來改變進(jìn)汽量，輪機(jī)出力。在系統(tǒng)運行中汽輪機(jī)量來改變功率輸出， 由于汽輪機(jī)的進(jìn)汽量需要余熱鍋爐來保證，機(jī)的負(fù)荷變化仍然依托燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷變化，輔助作用。在孤網(wǎng)條件下，系統(tǒng)只需要接收操作員輸入的升負(fù)荷指令，配；而遇到甩負(fù)荷情況時，機(jī)組的負(fù)荷控需要更快速的響應(yīng)時間。頻率控制 （詳細(xì)說明控制策略）孤網(wǎng)容量小，負(fù)荷變化頻繁且復(fù)雜， 在傳統(tǒng)的奧術(shù)導(dǎo)航中， 最突出的特點就是用戶的負(fù)載經(jīng)常在變化的情況下保持自動電網(wǎng)周波的穩(wěn)定，負(fù)載控制頻率控制。 一旦FM成為燃?xì)廨啓C(jī)面臨的主要問題， 當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率負(fù)荷不平衡后，在控制系統(tǒng)設(shè)置

30、不變的情況下， 通過燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反饋動作改變輸出速度，使功率負(fù)荷達(dá)到新的平衡，頻率恢復(fù)穩(wěn)定。另外，綜合考慮燃?xì)廨啓C(jī)熱部件、余熱鍋爐的壽命等因素， 對燃?xì)廨啓C(jī)滿負(fù)荷一次調(diào)頻功能進(jìn)行限制設(shè)置：以保證在機(jī)組能夠承受的范圍。 這種設(shè)置可以確保燃?xì)廨啓C(jī)、 余熱鍋爐等設(shè)備安全。在FM的動作之后，穩(wěn)定的頻率最終轉(zhuǎn)移到了等級。通過手動修改，統(tǒng)的系統(tǒng)和系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)置是額定范圍，二次控制?？刂葡到y(tǒng)（ BPS），優(yōu)先于前者，并且在兩。，需要對調(diào)速調(diào)速系統(tǒng)及策略旁路系統(tǒng)包括控制、 閥門及電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 在機(jī)組啟動過程中， 必須先啟動，優(yōu)先于前者，并且在兩。，需要對調(diào)速調(diào)速系統(tǒng)及策略高速啟動，啟動時間短，汽輪

31、機(jī)損壞前的高壓旁路，以滿足機(jī)組的要求，汽輪機(jī)跳閘等保護(hù)動作 高壓旁路也必須快速打開，保護(hù)鍋爐汽包超溫超級壓力。兩種類型的旁路控制“自動”和“遠(yuǎn)程控制手冊”種類型之間相互跟隨和無干擾之間切換。旁路系統(tǒng)具備以下護(hù)功能：發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷發(fā)電機(jī)油開關(guān)跳閘汽輪機(jī)跳閘，自動主汽門關(guān)閉蒸汽壓力設(shè)置為安全保護(hù)設(shè)置值（安全閥跳閘值略低）方案的難點和問題：孤網(wǎng)條件下，電網(wǎng)負(fù)荷變化大，波動頻繁，在遇到甩負(fù)荷情況時，燃機(jī)控制系統(tǒng) MARK VI 能夠完成本能夠一次及二次調(diào)頻的工作，但是對于補(bǔ)燃型余熱鍋爐與汽輪機(jī)的發(fā)電機(jī)組來說進(jìn)行驗證和優(yōu)化，并在研究聯(lián)合循環(huán)整體的環(huán)境下進(jìn)行測試。聯(lián)合循環(huán)的原理為了建立數(shù)學(xué)模型及仿真模型，

32、并對首先對聯(lián)合循環(huán)裝置的通過余熱組成一個總的能量利用系統(tǒng) 24 。它以達(dá)到將能量階梯式利聯(lián)合循環(huán)裝置的整體循。所以，相比于單獨的燃?xì)廨啓C(jī)或蒸將二者結(jié)合在一起的循環(huán)效聯(lián)合循環(huán)的原理為了建立數(shù)學(xué)模型及仿真模型， 并對首先對聯(lián)合循環(huán)裝置的通過余熱組成一個總的能量利用系統(tǒng) 24 。它以達(dá)到將能量階梯式利聯(lián)合循環(huán)裝置的整體循。所以，相比于單獨的燃?xì)廨啓C(jī)或蒸將二者結(jié)合在一起的循環(huán)效燃?xì)廨啓C(jī)的壓力太高，蒸汽參7?8。【】由于外界環(huán)境的負(fù)荷和溫3.1聯(lián)合循環(huán)裝置主要由三部分組成，即燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)和余熱鍋爐，并且包括其所驅(qū)動的負(fù)載和一些輔助組成部分。其負(fù)荷變化時的控制策略和特性進(jìn)行仿真研究打下基礎(chǔ)，工作原理

33、和運行特性進(jìn)行研究。聯(lián)合循環(huán)裝置將燃?xì)廨啓C(jī)做功后排出燃?xì)馑a(chǎn)生的余熱利用起來，鍋爐的換熱，產(chǎn)生過熱蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)發(fā)出功率， 從而利用了余熱多發(fā)出一部分功來驅(qū)動負(fù)載。聯(lián)合循環(huán)裝置將處于上層高溫?zé)崃ρh(huán)的燃?xì)廨啓C(jī)和處于中低溫?zé)崃ρh(huán)的蒸汽輪機(jī)以一定的方式聯(lián)結(jié)，通過將燃機(jī)和汽機(jī)這兩個早己成熟的動力裝置結(jié)合起來，用的目的。圖 2-1 為聯(lián)合循環(huán)裝置溫熵圖。圖 2-1 聯(lián)合循環(huán)裝置溫熵圖由圖中可以看出， A1代表燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的功， A2代表蒸汽輪機(jī)發(fā)出的功， B與B2的面積之和為整個聯(lián)合循環(huán)裝置向外界散失的能量，環(huán)效率 cc= (A1+ A2)/(A1+ A2+ B1+ B2)汽輪機(jī)，采用聯(lián)合循環(huán)裝置

34、可以更充分的利用熱能，率要顯著的高于單獨使用某一個機(jī)組。目前，普通燃?xì)?- 蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)采用的余熱鍋爐燃燒式燃燒和再燃燒式。 非再燃式余熱鍋爐， 回收鍋爐回收燃?xì)廨啓C(jī)廢氣余熱， 結(jié)構(gòu)簡單，投資少，由于額外加油，所以沒有燃燒系統(tǒng)， 因此它是高度可靠的， 但燃?xì)廨啓C(jī) 置換量，溫度限制，余熱鍋爐蒸汽的蒸汽參數(shù)難以控制。數(shù)的參數(shù)不容易。 這種類型的余熱鍋爐出生蒸汽量低， 對于非再燃式余熱鍋爐，至少相同的蒸汽發(fā)生流量消耗燃料鍋爐比平時的在聯(lián)合國流通體系中，每個設(shè)備都有各種功能。度的變化，燃?xì)廨啓C(jī)總是處于運行狀態(tài)，燃?xì)廨啓C(jī)的排氣量和溫度變化幅度大，現(xiàn)在還為時過早，即使滑動壓力正接收燃?xì)廨啓C(jī)排氣參數(shù)配合

35、汽輪機(jī)和所需的蒸汽/汽輪機(jī)組成，燃?xì)廨啓C(jī)以幫助動力學(xué)后的通過調(diào)節(jié)該要求，現(xiàn)在還為時過早，即使滑動壓力正接收燃?xì)廨啓C(jī)排氣參數(shù)配合汽輪機(jī)和所需的蒸汽/汽輪機(jī)組成，燃?xì)廨啓C(jī)以幫助動力學(xué)后的通過調(diào)節(jié)該要求， 制成壓縮調(diào)在運行，也沒有太大的變化。參數(shù)，同時需要余熱鍋爐運行，以適應(yīng)燃?xì)廨啓C(jī)的變化，滿足汽輪機(jī)的需求，余熱鍋爐 模式執(zhí)行期間的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)控制等。本文中改造方案為補(bǔ)燃型余熱鍋爐，在電網(wǎng)負(fù)荷小范圍變化時，燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)責(zé)對負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整， 余熱鍋爐通過補(bǔ)燃方式繼續(xù)保證蒸汽輪機(jī)穩(wěn)定在額定工況運行。在電網(wǎng)發(fā)生 50%及以上甩負(fù)荷工況時，余熱鍋爐停止補(bǔ)燃，蒸汽輪機(jī)滑壓運行。因此在余熱鍋爐的建模過程中，

36、 將參照非補(bǔ)燃型余熱鍋爐的特點進(jìn)行設(shè)計，并在控制系統(tǒng)模型中加入兩種模型的切換。圖2-1 聯(lián)合循環(huán)控制系統(tǒng)示意圖在圖中2-2聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐控制系統(tǒng)主要由負(fù)荷 /速度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，加速控制系統(tǒng)和壓縮機(jī)進(jìn)口的領(lǐng)導(dǎo)者 控制系統(tǒng)，燃?xì)廨啓C(jī)可調(diào)量：燃油流量 w，壓縮機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向開度（IGV）。燃油流量是通過速度控制系統(tǒng)， 溫度控制系統(tǒng)和加速度控制系統(tǒng)完成的低級設(shè)計師。加速度控制系統(tǒng)在其中， 實際加速度極限， 燃?xì)鉁u輪機(jī)的加速過程以限制系統(tǒng)，甩負(fù)荷或啟動燃?xì)廨啓C(jī)瞬態(tài)過程中的旋轉(zhuǎn)速度控制系統(tǒng)，效果在允許范圍內(nèi)， 溫控人員實際限制其系統(tǒng)， 調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)燃油流量的超熱燃燒，保

37、證燃?xì)廨啓C(jī)正常運行和使用壽命。 高效率，預(yù)期的燃燒排氣溫度，接近已知變化的規(guī)律逼近廢熱鍋爐進(jìn)氣溫度的設(shè)計。機(jī)入口導(dǎo)管 IGV，并且在燃?xì)廨啓C(jī)的模式期間，當(dāng)設(shè)定渦輪排氣溫度保存背心。為此，聯(lián)合國循環(huán)機(jī)構(gòu)的工作方法形成以下一部分：1)負(fù)荷調(diào)節(jié)：響應(yīng)于負(fù)載參考速度， 通過負(fù)載控制器負(fù)載快速增加通過減少給定單元的負(fù)載輸出控制達(dá)到燃料標(biāo)準(zhǔn)， 通過改變負(fù)載非負(fù)載控制器， 負(fù)載控制器來改變速度控制器設(shè)置值 ，消防單位材料的用途。2)轉(zhuǎn)速控制：必須采取聯(lián)合發(fā)電燃?xì)廨啓C(jī)， 控制系統(tǒng)，并通過調(diào)整方法進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。在實際協(xié)調(diào)運行中，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是調(diào)節(jié)燃調(diào)整速度參考值（圖中的SET點 - 返工期間的 SET根據(jù)負(fù)在同

38、一溫度影響行根據(jù)實際的加速度，積分結(jié)果降低到燃料T3，在一定溫度下渦輪即T3高，溫度控制正常壓縮機(jī)溫度控制器未調(diào)節(jié)， 通常壓縮機(jī)進(jìn)壓縮機(jī)進(jìn)口葉片改變風(fēng)量調(diào)節(jié)燃燒器廢氣溫度接在實際協(xié)調(diào)運行中，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是調(diào)節(jié)燃調(diào)整速度參考值（圖中的SET點 - 返工期間的 SET根據(jù)負(fù)在同一溫度影響行根據(jù)實際的加速度，積分結(jié)果降低到燃料T3，在一定溫度下渦輪即T3高，溫度控制正常壓縮機(jī)溫度控制器未調(diào)節(jié)， 通常壓縮機(jī)進(jìn)壓縮機(jī)進(jìn)口葉片改變風(fēng)量調(diào)節(jié)燃燒器廢氣溫度接確保聯(lián)合循環(huán)具有較高的熱效率。從動態(tài)特性的角一個明顯的區(qū)別是燃?xì)廨啓C(jī)必須保器輸入的輸入之間的偏差成正比。氣輪機(jī)輸出的最基本的方式。點），輸出的燃油參考值改

39、變調(diào)整參考速度與實際實際轉(zhuǎn)速之間的偏差，載調(diào)整。3)加速度控制：為了限制燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的安全性， 對燃?xì)廨啓C(jī)加速度控制系統(tǒng)起到非常重要的作用，在某些特殊情況下保證其設(shè)定值不超過轉(zhuǎn)子的角加速度?？刂葡到y(tǒng)中，加速度控制系統(tǒng)效果有限， 一般情況下無效， 燃?xì)廨啓C(jī)突然斷電威懾動態(tài)速度和啟動過程限制了汽輪機(jī)的啟動加速率熱量部分的熱量減少動。 由于比例積分，加速燃油標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的加速設(shè)定值，燃料量減少，加速度增加受限。4)溫度控制：溫度控制系統(tǒng)的主要作用是保持進(jìn)口限制渦輪機(jī)溫度機(jī)進(jìn)口葉片損壞受損。 在排氣溫度下團(tuán)隊對渦輪進(jìn)口溫度的具體反應(yīng)，T4也升高；T3低，T4也降低。同時，由于 T3過高，對其進(jìn)行測量的困

40、難很大。因此，溫度控制系統(tǒng)并不直接對 T3進(jìn)行控制，而是對T4進(jìn)行控制，從而間接實現(xiàn)對T3進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度控制在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠中起著非常重要的作用。進(jìn)氣口調(diào)節(jié)泄漏和調(diào)節(jié)燃油流量來調(diào)節(jié)溫度，氣口調(diào)節(jié)優(yōu)先進(jìn)行燃油控制。近已知規(guī)定的變化設(shè)計廢熱鍋爐進(jìn)氣溫度。根據(jù)以上分析， Upper先生的控制系統(tǒng)誕生了，燃油標(biāo)準(zhǔn)，這個燃油參考指令被選為最小值選擇器，燃油供給系統(tǒng)的燃油參考指令最少。度來看，燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)有許多不同點。持維持大部分燃料流量所需的燃料流量。所以輸出蒸汽聯(lián)恒定）再燃燒式余熱鍋爐無法實現(xiàn)的燃料由于聯(lián)合汽輪機(jī)集成循環(huán)只適用于壓力控制補(bǔ)燃新可以視為恒定值。然后與燃燒室和燃料混合。5)余熱鍋爐和汽

41、機(jī)系統(tǒng)：（補(bǔ)燃型所以輸出蒸汽聯(lián)恒定）再燃燒式余熱鍋爐無法實現(xiàn)的燃料由于聯(lián)合汽輪機(jī)集成循環(huán)只適用于壓力控制補(bǔ)燃新可以視為恒定值。然后與燃燒室和燃料混合。與傳統(tǒng)的鍋爐渦輪式火力發(fā)電機(jī)組相比，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化為被動提供燃?xì)廨啓C(jī)排氣的熱力渦輪機(jī)的機(jī)械性能，同時，循環(huán)機(jī)組產(chǎn)出比例較?。s 30?201），通常對汽輪機(jī)的控制通常是簡化的，以控制一般的汽輪機(jī)，最大余熱利用氣體，設(shè)計模式，而且更為普遍。但是對于燃機(jī)輪機(jī)排氣溫度（ 503）較低的本系統(tǒng)選擇補(bǔ)燃型余熱鍋爐可以保證汽輪組的最大出力， 從而保證電網(wǎng)有足夠的電力拖動兩臺壓縮機(jī)。余熱鍋爐的輸出蒸汽量燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)建模燃?xì)廨啓C(jī)的模型燃?xì)廨啓C(jī)是聯(lián)合循環(huán)裝置最主要組

42、成部分之一，為建立合理的數(shù)學(xué)模型，現(xiàn)做出以下假設(shè)：1）進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣的溫度等于外界環(huán)境溫度；2）進(jìn)入壓氣機(jī)和透平內(nèi)作為工質(zhì)的氣體被認(rèn)為是理想氣體；3）氣體作為工質(zhì)與外界進(jìn)行熱量交換的過程中，焓的變化相對很小，熱傳遞量可以忽略不計；4）燃料在燃燒室內(nèi)充分燃燒。燃?xì)廨啓C(jī)模型的建立分為多個模塊，通過將各個部件的模塊分別建模，然后連結(jié)成為整體的燃?xì)廨啓C(jī)模型。（一）壓氣機(jī)模塊壓縮機(jī)的作用是對空氣中的壓縮進(jìn)行恒定的壓力，提高燃料對高壓空氣的燃燒效率的工作原理是通過氣體的增壓強(qiáng)度和能量向高速旋轉(zhuǎn)葉片逐漸提供燃燒室完全燃燒。且認(rèn)則壓氣機(jī)部Gin1(Gin2(T1/c為壓比， c為效率。= T11+ (4-4

43、) (4-5)1為壓力損失系數(shù)，a為大氣壓力，a為大氣溫度，2為出口溫c為壓氣機(jī)功且認(rèn)則壓氣機(jī)部Gin1(Gin2(T1/c為壓比， c為效率。= T11+ (4-4) (4-5)1為壓力損失系數(shù)，a為大氣壓力，a為大氣溫度，2為出口溫c為壓氣機(jī)功35 ，T1PT1P1T1) (4-2)kccc- 1為壓氣機(jī)內(nèi)部與外界的能量損失和壓氣機(jī)內(nèi)部的容積可以忽略不計，件的特性方程可確定如下：c = f ,n/T1 ) (4-1)c = f式中?1，?2是壓氣機(jī)特性函數(shù)，可由壓氣機(jī)特性曲線獲得本文采用模塊庫中的二維查表函數(shù)模塊方式，通過設(shè)置離散點的數(shù)值，采取線性插值法計算壓氣機(jī)工作特性， 然后采用外插查

44、表模塊的方式對其特性進(jìn)行描述。然后，通過與不同的轉(zhuǎn)換速度不同的轉(zhuǎn)換流量來計算壓縮機(jī)的壓縮比效率。其中n/T1為折合轉(zhuǎn)速，in P1為折合流量，in 為進(jìn)口流量，1為進(jìn)口溫度，1為進(jìn)口壓力，T1= Takc-1T2P1 = Pa(1- 1)P2 = cP1 (4-6) Nc = Gin Cpa(T2 - T1) (4-7)式中，度，c為空氣比熱比，2為出口壓力，pa為空氣的定壓比熱，耗。（二）容積模塊在各個部件之間，工質(zhì)流動時，其連接空間可近似看作一個整體部分對于連接認(rèn)= (Gin - Gout) (4-8)out inin out分別為容腔進(jìn)出口流量。燃燒室的= T對于連接認(rèn)= (Gin -

45、Gout) (4-8)out inin out分別為容腔進(jìn)出口流量。燃燒室的= T +?為燃料流量， in out分別為進(jìn)、 p為燃?xì)獗葻幔?b燃?xì)廨啓C(jī)的透平產(chǎn)生另剩下的一部分功用來傳遞GincpT2+ LHV?b?Gf(Gout+G)cp ?cLHV?b?GfGoutp為工質(zhì)向外界環(huán)境的熱量損失以及進(jìn)出容積模塊的壓差可以忽略不計。部分工質(zhì)的純流動， 計算容積模塊入口和出口之間的流量差而產(chǎn)生的壓力差，為容積內(nèi)工質(zhì)的平均壓力為 P，容積模塊的數(shù)學(xué)方程為：dpout RTindt v式中，P 為容腔出口總壓， R 為氣體常數(shù)， T 為容腔進(jìn)口總溫， V 為容積，t 為時間，G 、G圖 容積，模塊（

46、三）燃燒室模塊在燃燒室中，高壓的空氣被持續(xù)不斷的送入，與燃料混合后并充分燃燒，產(chǎn)生作為工質(zhì)的高溫燃?xì)?，以?qū)動透平發(fā)出功率。燃燒室的出口壓強(qiáng)P3 = P2b (4-9)式中，P2、P3分別為燃燒室進(jìn)出口壓強(qiáng)， b為燃燒室壓力恢復(fù)系數(shù)。出口溫度為：T3 (4-10)式中，G G 、G 出口空氣流量， c ?為燃燒室效率， LHV 為燃料低位發(fā)熱值。圖 燃燒時模塊（四）透平模塊在燃燒室中產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)入透平中作為工質(zhì)發(fā)出功率。的功可以分為兩部分， 一部分功用來帶動壓氣機(jī)持續(xù)不斷的壓縮進(jìn)入的空氣，一部分功傳遞給動力透平， 輸出功率帶動負(fù)載工作。 可見，燃?xì)庠谕钙街邪l(fā)出的功一定包含了帶動壓氣機(jī)給空氣升高壓

47、力的那部分功，給動力渦輪輸出給外界負(fù)荷。= f t)t= GcorCPcp為燃?xì)舛▔罕葻幔?R 為= f t)t= GcorCPcp為燃?xì)舛▔罕葻幔?R 為Pin當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不發(fā)生變化36 。當(dāng)轉(zhuǎn)子上發(fā)出和消耗的功不能ddt3(= f )pinTt4(tinGcor (4-11)Gin (4-12)式中，Tin為透平入口溫度， Pin為透平入口壓強(qiáng)， t為透平的膨脹比。透平發(fā)出的功率為：Nt = GinCP(Tin - Tout) (4-13)透平的出口溫度為：RTout = Tin (1- |1- t |?t) (4-14)式中，Tin，Tout分別為透平入口和出口的溫度，氣體常數(shù)， G

48、in為透平的入口流量。透平出口壓力為：Pout = (4-15)（五）轉(zhuǎn)子模塊轉(zhuǎn)子存在于燃?xì)廨啓C(jī)的高、低壓壓氣機(jī)渦輪和動力渦輪，其中壓氣機(jī)部分轉(zhuǎn)子的負(fù)荷為壓氣機(jī)消耗的功，動力渦輪轉(zhuǎn)子的負(fù)荷為外界負(fù)載所需要的功率。轉(zhuǎn)子具有的轉(zhuǎn)動能隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小而改變。時，轉(zhuǎn)子發(fā)出的功與轉(zhuǎn)子消耗的功相互平衡相互平衡時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就處于變化過程中。由動量守恒關(guān)系得出，轉(zhuǎn)子的動態(tài)方程可表達(dá)為：式中， Nt、Nl分別為轉(zhuǎn)子輸出的功率和負(fù)荷消耗的功率。J = Nt - N1 (4-16)260為將子系統(tǒng)封裝的燃?xì)廨啓C(jī)整體模型。燃?xì)廨啓C(jī)整體仿真模型可為最終做到準(zhǔn)確合理的對30 循環(huán)發(fā)電廠的重要的余熱鍋爐汽機(jī)簡要流程圖中可

49、以看出， 余熱鍋爐吸收燃?xì)廨啓C(jī)的排煙熱260為將子系統(tǒng)封裝的燃?xì)廨啓C(jī)整體模型。燃?xì)廨啓C(jī)整體仿真模型可為最終做到準(zhǔn)確合理的對30 循環(huán)發(fā)電廠的重要的余熱鍋爐汽機(jī)簡要流程圖中可以看出， 余熱鍋爐吸收燃?xì)廨啓C(jī)的排煙熱圖 轉(zhuǎn)子模塊模型（六）燃?xì)廨啓C(jī)整體模型燃?xì)廨啓C(jī)整體模型由壓氣機(jī)、 燃燒室、高、低壓透平、動力透平、容積模塊、轉(zhuǎn)子模塊等部分所構(gòu)成，圖圖3.2余熱鍋爐 -汽輪機(jī)系統(tǒng)模型本文以某單壓無補(bǔ)燃余熱鍋爐為研究對象。余熱鍋爐的換熱過程實際上是利用燃?xì)廨啓C(jī)的排氣所產(chǎn)生的余熱， 加熱水產(chǎn)生過熱蒸氣的過程 37 。在廢熱鍋爐中，為了吸收果酒機(jī)械的熱值， 由于廢熱鍋爐煙氣和廢氣煙氣之間的熱量差，以建立熱平衡

50、關(guān)系，以此建立余熱鍋爐的數(shù)學(xué)模型。余熱鍋爐模塊進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，在建立模型之前先做以下假設(shè)： （1）從給水泵的給水不含蒸汽；（2）認(rèn)為水是不可壓縮的流體，各部件間不飽和水的密度近似相等；（3）省煤器內(nèi)冷水比熱為常數(shù)；（4）考慮到蒸汽鍋筒壁的溫度和飽和蒸汽鍋筒內(nèi)部的溫度是相同的，即在動力學(xué)過程中工件與壁之間傳熱的蒸汽鍋筒；（5）認(rèn)為煙氣是理想氣體，不考慮煙氣流動時的阻力，并且進(jìn)入和流出余熱鍋爐的煙氣流量相等。余熱鍋爐和汽輪機(jī)工藝流程圖， 余熱鍋爐利用余熱預(yù)熱加熱汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)工作，供水發(fā)電，汽輪機(jī)，聯(lián)合國循環(huán)發(fā)電廠的功率密度約為組成部分。由圖燃HRSGHRSG換熱效率，焓值升高，即：?與汽包壓力 p及主

51、蒸汽閥前壓力 ?的差值的平30%）變化時余熱鍋爐保持定壓運行，在較70%，30%。所以當(dāng)蒸汽輪機(jī)采用類似滑壓運行的方式蒸汽輪功率完全由燃HRSGHRSG換熱效率，焓值升高，即：?與汽包壓力 p及主蒸汽閥前壓力 ?的差值的平30%）變化時余熱鍋爐保持定壓運行，在較70%，30%。所以當(dāng)蒸汽輪機(jī)采用類似滑壓運行的方式蒸汽輪功率完全由氣放出的熱量 Qg取決于燃?xì)廨啓C(jī)的排氣流量和溫度。Qg = mgas (Cinp Tingas - Coutp Toutgas)其中：Cinp 和outp 為進(jìn)口燃?xì)獾亩▔罕葻幔琺gas為燃?xì)赓|(zhì)量流量，Qg為燃?xì)鉄崃?，Tingas和outgas分別為燃?xì)膺M(jìn)出口溫度。 水

52、在余熱鍋爐中吸熱變成水蒸汽， 吸熱量為Q。Q = Qg ?其中?Q= ? -式中?為主蒸汽焓值，?為汽包給水焓值。所以余熱鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽量隨吸熱量 Q增加而增加。流出過熱器的蒸汽質(zhì)量流量方根成正比。即：ms = kp- p (4-22)圖 余熱鍋爐仿真模塊蒸汽輪機(jī)的控制方式有兩種形式，即滑壓運行和定壓運行。本文研究的蒸汽輪機(jī)模在正常運行型及小額負(fù)載（大負(fù)荷變化時，余熱鍋爐停止補(bǔ)燃， 汽輪機(jī)功率完全由燃?xì)廨啓C(jī)排氣決定與滑壓運行方式類似，但是機(jī)組將切換到頻率控制，進(jìn)氣門開度參與調(diào)速系統(tǒng)控制。在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組整體輸出功率中，燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率占比超過而蒸汽輪機(jī)的輸出功率只占不到時，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)做

53、功的過熱蒸汽完全由余熱鍋爐換熱取得，燃機(jī)排氣參數(shù)決定。蒸汽輪機(jī)在較大工況變化時， 其壓力、流量、溫度等可由 Flugel 公式表達(dá)：= Tst10Tst sto0有蒸汽輪機(jī)額定工況決定：pst10st1= F (4-26)sto st1Fs= 1。蒸汽輪機(jī)的輸出功率為：= Mst (hst1= Tst10Tst sto0有蒸汽輪機(jī)額定工況決定：pst10st1= F (4-26)sto st1Fs= 1。蒸汽輪機(jī)的輸出功率為：= Mst (hst1 - hst2 )ststst該模型按照一下圖顯示在該系統(tǒng)中，余熱鍋爐隨動燃?xì)廨哖 (4-23)st1= M = K0Tst102- 2sNst為蒸

54、汽輪機(jī)輸at1 st22- 2Tst10 P PPst10 Tst1 Tpst202 2pst202 2 2 22- P- P - Ppst20 st1st2 st1 st22Msto pst10M st1 (4-24)其中KK0 = Mst0 (4-25)式中，st為蒸汽流量，st1 為蒸汽輪機(jī)進(jìn)口蒸汽溫度， 、Pst2分別為蒸汽輪機(jī)進(jìn)出口蒸汽壓力，標(biāo) 0 表示設(shè)計工況參數(shù)。Mst pst Tst10Mst0 p TFs隨進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的關(guān)小而減小，閥門全開時Nst (4-28)式中，st1、st2 為蒸汽輪機(jī)進(jìn)出口焓值， 為主蒸汽流量，出功率， 為蒸汽輪機(jī)效率。圖 蒸汽輪機(jī)仿真模塊聯(lián)合循環(huán)整體

55、模型聯(lián)合循環(huán)模型由燃?xì)廨啓C(jī)組成：預(yù)熱鍋爐和汽輪機(jī)三部分。定的規(guī)則將三個模塊組合在一起，結(jié)合一定的規(guī)則，結(jié)合三個模塊。了這三個模塊之間的關(guān)系。圖 非補(bǔ)燃聯(lián)合循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖無害可燃?xì)怏w 1在蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中，最顯著的特點是確定燃?xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)的運行狀態(tài)，燃?xì)廨啓C(jī)的模式已經(jīng)確定。機(jī)，汽輪機(jī)跟隨鍋爐，整個燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)整整個系統(tǒng)的負(fù)荷，當(dāng)然，在沒有余熱鍋爐再燃燒的情況下， 可以調(diào)整蒸發(fā)量的調(diào)整量， 旁通閥 開放程度。 但其調(diào)整意味著能源效率會導(dǎo)致系統(tǒng)熱效率的不利影響。保證輸出蒸透平入口溫度控制器和超速一般情況下，在聯(lián)合循環(huán)裝置穩(wěn)定運行對燃機(jī)動力渦輪轉(zhuǎn)速和PID 控制應(yīng)用應(yīng)用的突破性發(fā)展 【43】。本文僅以

56、保證輸出蒸透平入口溫度控制器和超速一般情況下，在聯(lián)合循環(huán)裝置穩(wěn)定運行對燃機(jī)動力渦輪轉(zhuǎn)速和PID 控制應(yīng)用應(yīng)用的突破性發(fā)展 【43】。本文僅以粒子優(yōu)化算法補(bǔ)燃型聯(lián)合循環(huán)最大的特點是余熱鍋在經(jīng)過可以通過燃料補(bǔ)燃，汽量的穩(wěn)。因此汽輪發(fā)電機(jī)組可以保證輸出額定功率。這樣聯(lián)合循環(huán)的仿真控制系統(tǒng)圖如下：圖 聯(lián)合循環(huán)控制系統(tǒng)仿真圖控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)輸入燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量來對聯(lián)合循環(huán)裝置的負(fù)荷工況進(jìn)行控制。其中燃料流量經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、控制器 3 個控制器調(diào)節(jié)后通過最小值選擇，輸出最小的燃料信號，經(jīng)過燃料供給模塊輸出調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室的燃料流量。時，燃?xì)廨啓C(jī)的動力渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)起主要調(diào)節(jié)功能，聯(lián)合循環(huán)裝置的輸

57、出功率進(jìn)行控制。本章小節(jié)第四章 基于粒子群優(yōu)化算法的 PID 控制器與粒子群（ PSO）算法原理介紹原粒子群優(yōu)化算法自 19世紀(jì)以來，通過模擬生物層的作用解決問題， 已經(jīng)成為新的研究熱點，形成了以群體智能為中心的理論體系，蟻群體的代表為實現(xiàn)模式， 蟻群食物采集過程 （蟻群優(yōu)化） 的蟻群優(yōu)化算法和模擬鳥群運動模式（粒子群算法）的粒子群優(yōu)化算法，收集到的。是基于 Eberhart 和 Kennedy的 1995年演化計算技術(shù)的發(fā)展【 44】，它可以作為非質(zhì)量體積粒子的個體使用， 其粒子的動作調(diào)節(jié)容易， 不完全來自粒子群， 可以使用具有優(yōu)越特性的解決方案，復(fù)雜性問題。POS自身問題后，其概念簡單，實

58、現(xiàn)方便，在短時間內(nèi)成為研究的重點，已經(jīng)在 IEEE會議演化計算 CEC專欄“ 討論的具體主題。在這個 PSO中，所有的解決方案都是“鳥” ，“粒子”。作為第一個 PSO隨機(jī)每次迭代更新都追蹤粒子的兩個“極值” ：一個極值Ti i1 i2 iN)Ti i1 i2 iN)每次迭代更新都追蹤粒子的兩個“極值” ：一個極值Ti i1 i2 iN)Ti i1 i2 iN)Tg=(pg1,pg2, gN)= ?+ ?1?1(?- ?) + ?2?2(?- ?)= ?+ ?+M,M 是組中的粒子總數(shù)。 d =1,2 N,N 為解決空間的維度，Best Bestd 的定義 - ?,+ ?, 則通常 4-1 4

59、5i 更新的速度：粒?）。粒子?- ?粒子移動原理圖被稱為第一部分，動量部分，粒子本身在運動狀態(tài)中提供了置信度，4-1 46 。公式(5-1) 的的特點對應(yīng)于第 1 段，第二和第三項對應(yīng)于對應(yīng)于搜的特征，我們通過這三者之間的相互平衡來確定V=(v ,v , ,v ，個人極值顯示為1。Ti i1 i2 iN)pBest 稱為最優(yōu)解 ; 另一個極值是整個極值的最優(yōu)值。這個極值微粒位置為X=(x ,x , ,x ，這個速度為P=(p ,p , ,p ，作為一個粒子你自己的飛行經(jīng)驗。全局極值表示為P ,p ，作為一個團(tuán)體的經(jīng)驗。 粒子是通過他的經(jīng)驗和團(tuán)體經(jīng)驗決定下一個運動。對于第（ k + 1 ）次迭

60、代，通過以下等式改變?yōu)橐粋€粒子：?+1?+1式中,i=1,2,即參數(shù)個數(shù)。加速因子?1、?2 分別調(diào)節(jié)向量 p 和g 方向飛行的最大步長，合適的?1、?2 你可以快速融合并落入當(dāng)?shù)亍?最大速度 Vmax決定了問題空間搜索的粒度，粒子的一維速度 ?,都會被限制在 - ?,+ ? 之間，如果間隔在搜索空間中定義了?=k?，k，每一維都用相同的設(shè)置方法由上式可以看出，公式 (5-1) 主要通過三部分來計算粒子子 i 前一時刻的速度 ? ，粒子位于當(dāng)前位置和他們的位置的距離 ?-?。粒子（?- 通過公式計算新位置的坐標(biāo)。粒子移動原理如圖 4-1 所示：圖Fig. 4-1 Moving principl