超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)

超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)華北電力大學國家火力發(fā)電工程技術研究中心電站設備狀態(tài)監(jiān)測與控制教育部重點試驗室牛玉廣1超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第1頁1.背景863重點項目：火電行業(yè)重大工程自動化成套控制系統(tǒng)目標：研究開發(fā)一套適合用于百萬千瓦級超超臨界火電機組自動化成套控制系統(tǒng)，形成以分散控制系統(tǒng)（DCS）為關鍵，包含廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、全激勵仿真系統(tǒng)（SIM）、現(xiàn)場總線技術及高參數(shù)智能化儀表、超超臨界機組優(yōu)化控制策略等在內百萬千瓦級超超臨界火電機組整體自動化處理方案。2超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第2頁主要研究內容：超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)體系結構和關鍵技術超超臨界機組自動化控制系統(tǒng)超超臨界機組控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線技術及高參數(shù)智能儀表超超臨界機組運行特征分析與優(yōu)化控制策略超超臨界機組廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)超超臨界機組高精度、全激勵仿真系統(tǒng)超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)工程設計技術超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)工程實施技術3超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第3頁2.系統(tǒng)結構體系結構4超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第4頁功效結構5超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第5頁激勵式仿真機超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第6頁SIS組成7超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第7頁實時/歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)當前實際工程項目數(shù)據(jù)已到達50萬點超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第8頁3.超超臨界機組建模與控制模型分類9超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第9頁某1000MW超超臨界機組框圖模型10超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第10頁1000MW機組非線性控制模型及驗證超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第11頁全局優(yōu)化控制結構超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第12頁1000MW超超臨界機組協(xié)調控制框圖13超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第13頁依據(jù)火電機組全工況下非線性測度，建立分段控制模型控制模型非線性測度示例多模型控制系統(tǒng)超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第14頁燃燒優(yōu)化控制框圖超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第15頁抗煤質擾動控制示意圖超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第16頁基于內?？刂迫紵鲾[角及噴水聯(lián)合調整機組升降負荷過程燃燒器擺角和噴水聯(lián)合調整，減溫水只在再熱汽溫超溫時噴入，且流量較低，節(jié)能效果顯著。超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第17頁4.基于激勵式仿真機控制系統(tǒng)設計與調試需要處理兩個關鍵問題：仿真機模型準確性問題，包含靜態(tài)準確性與動態(tài)準確性模型與DCS連接問題，DPU/虛擬DPU18超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第18頁利用運行數(shù)據(jù)及優(yōu)化算法（如遺傳算法）進行模型修正高溫過熱器模型修正前修正后19超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第19頁仿真機模型與DCS通信數(shù)據(jù)通信方式：數(shù)據(jù)接口；OPC方式：OPCServer,OPCGroup,OPCItem20超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第20頁同一機組仿真模型與不一樣DCS連接超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第21頁5.應用情況1000MW超超臨界機組仿真系統(tǒng)22超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第22頁基于仿真機控制系統(tǒng)調試技術（１）信號檢驗信號名稱檢驗；連接方式檢驗；賠償計算檢驗；信號質量檢驗等。（2）控制邏輯檢驗閥門、擋板等調整機構手動操作檢驗；自動投切邏輯檢驗；手自動跟蹤及無擾切換檢驗；控制器動作方向檢驗。23超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第23頁（3）控制器參數(shù)整定被控對象特征試驗；控制器參數(shù)整定；函數(shù)關系及前饋參數(shù)整定。（4）控制系統(tǒng)投運調試穩(wěn)定運行調試；定值擾動調試；升降負荷調試；異常工況調試。全仿真系統(tǒng)調試完成后，將虛擬DPU中控制邏輯及參數(shù)下載到現(xiàn)場DCSDPU中，能夠作為現(xiàn)場調試初始值。超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第24頁仿真機負荷控制中心界面

超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第25頁階躍擾動試驗曲線

超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第26頁控制系統(tǒng)參數(shù)調整界面

超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第27頁控制系統(tǒng)閉環(huán)運行曲線

超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第28頁試驗研究平臺-DCS、SIM、SIS超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第29頁試驗室研究平臺：數(shù)據(jù)-仿真-試驗-閉環(huán)優(yōu)化調試環(huán)境虛擬DCS全仿真機狀態(tài)監(jiān)控中心（SIS）歷史數(shù)據(jù)庫優(yōu)化控制狀態(tài)檢測能耗特征控制優(yōu)化中心超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第30頁包含超超臨界機組運行歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存放容量5TB。完整火電廠運行