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(xué)國家火力發(fā)電工程技術(shù)研究中心電站設(shè)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(biāo)：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(guān)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(shù)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(nèi)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(nèi)容：超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)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(shù)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(shè)計技術(shù)超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)工程實施技術(shù)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(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)4超超臨界機組自動化成套控制系統(tǒng)第4頁功效結(jié)構(gòu)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(dāng)前實際工程項目數(shù)據(jù)已到達(dá)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(jié)構(gòu)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(diào)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(zhì)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(nèi)?？刂迫紵鲾[角及噴水聯(lián)合調(diào)整機組升降負(fù)荷過程燃燒器擺角和噴水聯(lián)合調(diào)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(shè)計與調(diào)試需要處理兩個關(guān)鍵問題：仿真機模型準(zhǔn)確性問題，包含靜態(tài)準(zhǔn)確性與動態(tài)準(zhǔn)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(yīng)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(diào)試技術(shù)（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(zhì)量檢驗等。（2）控制邏輯檢驗閥門、擋板等調(diào)整機構(gòu)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(guān)系及前饋參數(shù)整定。（4）控制系統(tǒng)投運調(diào)試穩(wěn)定運行調(diào)試；定值擾動調(diào)試；升降負(fù)荷調(diào)試；異常工況調(diào)試。全仿真系統(tǒng)調(diào)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(diào)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(fù)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(diào)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(diào)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