發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 12:02

  本文關(guān)鍵詞：面向單元機(jī)組的爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制

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【摘要】：電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與電網(wǎng)功率頻率調(diào)控是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的控制目標(biāo),各有一套針對(duì)自身的優(yōu)化指標(biāo)。發(fā)電機(jī)組以汽輪機(jī)和鍋爐的調(diào)節(jié)特性為基礎(chǔ),以機(jī)組自身安全穩(wěn)定運(yùn)行為控制目標(biāo),卻沒(méi)有考慮電網(wǎng)對(duì)汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)的高要求;電網(wǎng)調(diào)控以汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)和AGC功率調(diào)度為基礎(chǔ),以滿足區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷需求和控制性能指標(biāo)(CPS)為控制目標(biāo),卻沒(méi)有考慮鍋爐在滿足汽輪機(jī)能量需求時(shí)需要付出的代價(jià)。這是現(xiàn)有的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)下,需要解決的主要矛盾。為了從單元機(jī)組的角度考慮爐機(jī)網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題,對(duì)建立的包含無(wú)窮大電網(wǎng)、汽輪機(jī)、汽包鍋爐的單元機(jī)組模型進(jìn)行小偏差線性化,并對(duì)線性化后的系統(tǒng)進(jìn)行了頻率特性的分析,結(jié)果表明電網(wǎng)頻率和鍋爐主蒸汽壓力對(duì)閥門(mén)開(kāi)度指令的響應(yīng)頻段是完全錯(cuò)開(kāi)的,通過(guò)閥門(mén)開(kāi)度指令這一單輸入信號(hào),可以對(duì)電網(wǎng)頻率和主蒸汽壓力這兩個(gè)狀態(tài)目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行控制優(yōu)化。在協(xié)調(diào)控制中,理想的汽輪機(jī)與鍋爐協(xié)調(diào)運(yùn)行狀態(tài)是,當(dāng)鍋爐能量狀態(tài)高時(shí),若此時(shí)需要加大機(jī)組出力,則順勢(shì)多開(kāi)閥門(mén),加強(qiáng)鍋爐的能量供應(yīng),從而把主蒸汽壓力降下來(lái);當(dāng)鍋爐能量狀態(tài)低時(shí),若此時(shí)需要減少機(jī)組出力,則順勢(shì)多關(guān)閥門(mén),限制鍋爐的能量供應(yīng),等待鍋爐能量回升。而汽輪機(jī)參與電網(wǎng)功率需求調(diào)節(jié)能主動(dòng)根據(jù)CPS指標(biāo)對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)行為的要求調(diào)整自身的增減功率輸出的方式,不再被動(dòng)地等待電網(wǎng)AGC系統(tǒng)的功率調(diào)度指令。以此思想為指導(dǎo),設(shè)計(jì)了兩種面向單元機(jī)組的爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器,包括基于鍋爐能量狀態(tài)的開(kāi)關(guān)控制器和以CPS指標(biāo)為指導(dǎo),同時(shí)考慮鍋爐主蒸汽壓力狀態(tài)的線性二次型最優(yōu)控制器,仿真結(jié)果表明這兩種控制器在單元機(jī)組模型上都有很好的表現(xiàn)。由于發(fā)電廠所有機(jī)組都是并列運(yùn)行,機(jī)組與機(jī)組之間不存在耦合,因此,設(shè)想如果能夠在每一臺(tái)機(jī)組上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制,每一個(gè)局部都實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化,那么電網(wǎng)的全局最優(yōu)化就可以實(shí)現(xiàn)。在建立的包括了并列運(yùn)行機(jī)組、區(qū)域間功率聯(lián)絡(luò)線、本區(qū)域AGC控制系統(tǒng)在內(nèi)的區(qū)域多機(jī)模型上,給所有并列運(yùn)行的機(jī)組都添加單元機(jī)組爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器并仿真,結(jié)果表明了設(shè)想的正確性。仿真表明,雖然開(kāi)關(guān)控制器在多機(jī)系統(tǒng)上的適應(yīng)性不如最優(yōu)控制器,但在協(xié)調(diào)控制器作用下所有機(jī)組的主蒸汽壓力都得到了很好的抑制,而本區(qū)域的電網(wǎng)性能的評(píng)價(jià)也得到很好的改善,實(shí)現(xiàn)了源網(wǎng)雙贏的控制目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào) CPS標(biāo)準(zhǔn) 單元機(jī)組 最優(yōu)控制 多機(jī)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM73
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析14-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 1.3.1 考慮實(shí)際擾動(dòng)的單元機(jī)組模型及系統(tǒng)運(yùn)行仿真15
• 1.3.2 基于CPS指標(biāo)設(shè)計(jì)最優(yōu)性能指標(biāo)函數(shù)15-16
• 1.3.3 爐機(jī)網(wǎng)系統(tǒng)特性及協(xié)調(diào)控制分析16
• 1.3.4 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)及多機(jī)系統(tǒng)上的驗(yàn)證16-17
• 第2章 單元機(jī)組模型與仿真17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 汽輪機(jī)一次調(diào)頻模型17-20
• 2.2.1 滑閥油動(dòng)機(jī)模型17-18
• 2.2.2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)模型18-20
• 2.3 無(wú)窮大電網(wǎng)模型20
• 2.4 汽包鍋爐模型20-22
• 2.4.1 制粉燃燒過(guò)程動(dòng)態(tài)模型21
• 2.4.2 鍋爐蓄熱動(dòng)態(tài)模型21-22
• 2.5 單元機(jī)組整體模型動(dòng)態(tài)仿真22-29
• 2.5.1 單元機(jī)組非線性模型動(dòng)態(tài)仿真22-25
• 2.5.2 單元機(jī)組線性化及仿真25-29
• 2.6 單元機(jī)組擾動(dòng)分析29-33
• 2.6.1 頻率擾動(dòng)模型29-31
• 2.6.2 燃燒熱量擾動(dòng)模型31-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第3章 CPS指標(biāo)下?tīng)t機(jī)網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制分析34-39
• 3.2.1 區(qū)域電網(wǎng)控制指標(biāo)分析34-36
• 3.2.2 典型機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器對(duì)主蒸汽壓力的影響36-39
• 3.3 機(jī)爐協(xié)調(diào)控制分析39-43
• 3.4 爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)途徑分析43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 爐機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)48-67
• 4.1 引言48
• 4.2 基于鍋爐能量狀態(tài)的開(kāi)關(guān)控制器設(shè)計(jì)48-55
• 4.2.1 開(kāi)關(guān)控制律分析與設(shè)計(jì)48-50
• 4.2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性討論50-51
• 4.2.3 開(kāi)關(guān)控制器的效果仿真51-55
• 4.3 基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)55-64
• 4.3.1 線性二次型最優(yōu)控制原理55-57
• 4.3.2 單元機(jī)組系統(tǒng)能控性討論57
• 4.3.3 基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)指標(biāo)函數(shù)57-59
• 4.3.4 狀態(tài)加權(quán)系數(shù)對(duì)控制性能的影響分析59-64
• 4.4 開(kāi)關(guān)控制器與最優(yōu)控制器的控制性能對(duì)比64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第5章 多機(jī)系統(tǒng)的控制效果驗(yàn)證67-80
• 5.1 引言67
• 5.2 多機(jī)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)67-72
• 5.2.1 區(qū)域多機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)67-68
• 5.2.2 區(qū)域間功率聯(lián)絡(luò)線模型68-69
• 5.2.3 自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)69-70
• 5.2.4 區(qū)域多機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)仿真70-72
• 5.3 不同控制器的多機(jī)系統(tǒng)適應(yīng)性72-79
• 5.3.1 基于鍋爐能量狀態(tài)的開(kāi)關(guān)控制器多機(jī)適應(yīng)性仿真72-75
• 5.3.2 線性二次型最優(yōu)控制器多機(jī)適應(yīng)性仿真75-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-81
• 參考文獻(xiàn)81-88
• 致謝88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1018576