84增量式孕陨阅控制算法在大型调相机中的应用
增量式孕陨阅控制算法在大型调相机中的应用鄢
粤责责造蚤糟葬贼蚤燥灶燥枣陨灶糟则藻皂藻灶贼葬造孕陨阅悦燥灶贼则燥造粤造早燥则蚤贼澡皂泽蚤灶蕴葬则早藻杂赠灶糟澡则燥灶燥怎泽悦燥灶凿藻灶泽藻则泽
张卫庆渊江苏方天电力技术有限公司袁江苏南京圆员员员园圆冤
摘要院结合泰州猿园园酝灾葬则双水内冷调相机工程基建调试袁介绍了采用典型增量式孕陨阅控制方法实现的空气尧润滑油以及内冷水温度控制遥还介绍了融合逻辑切换和启动低限功能的阶跃增量式孕陨阅控制袁其在循环水温控制中的效果类似于开环控制遥相比传统火电广泛应用的位置式孕陨阅控制袁增量式孕陨阅控制降低了稳态控制精度袁提高了控制回路的稳定性袁有效降低了执行机构的故障率袁提高了调相机设备的本质安全属性袁更加契合野无人值守冶的运行要求遥结合泰州猿园园酝灾葬则双水内冷调相机工程基建调试袁分析了增量式孕陨阅控制的特点袁为热工技术人员快速掌握调相机自动控制系统运维提供参考袁对新一代野无人值守变电站冶的建设和实施也具有一定的指导意义遥
关键词院特高压曰同步调相机曰热工控制曰增量式孕陨阅曰闭环控制曰无人值守
粤遭泽贼则葬糟贼押悦燥皂遭蚤灶蚤灶早憎蚤贼澡贼澡藻糟葬责蚤贼葬造糟燥灶泽贼则怎糟贼蚤燥灶凿藻遭怎早早蚤灶早燥枣栽葬蚤扎澡燥怎猿园园酝灾葬则凿怎葬造原憎葬贼藻则蚤灶贼藻则灶葬造糟燥燥造蚤灶早杂赠灶鄄糟澡则燥灶燥怎泽悦燥灶凿藻灶泽藻则泽责则燥躁藻糟贼熏贼澡蚤泽责葬责藻则蚤灶贼则燥凿怎糟藻泽贼澡藻贼藻皂责藻则葬贼怎则藻糟燥灶贼则燥造燥枣葬蚤则熏造怎遭则蚤糟葬灶贼葬灶凿蚤灶贼藻则灶葬造糟燥燥造蚤灶早憎葬贼藻则怎泽蚤灶早贼赠责蚤糟葬造蚤灶糟则藻皂藻灶贼葬造孕陨阅糟燥灶贼则燥造皂藻贼澡燥凿援栽澡藻泽贼藻责蚤灶糟则藻皂藻灶贼葬造孕陨阅糟燥灶贼则燥造熏憎澡蚤糟澡蚤灶贼藻早则葬贼藻泽造燥早蚤糟泽憎蚤贼糟澡蚤灶早葬灶凿造燥憎原造蚤皂蚤贼泽贼葬则贼鄄蚤灶早枣怎灶糟贼蚤燥灶泽熏蚤泽葬造泽燥蚤灶贼则燥凿怎糟藻凿援悦燥皂责葬则藻凿憎蚤贼澡责燥泽蚤贼蚤燥灶原遭葬泽藻凿孕陨阅糟燥灶贼则燥造憎蚤凿藻造赠怎泽藻凿蚤灶贼则葬凿蚤贼蚤燥灶葬造贼澡藻则皂葬造责燥憎藻则责造葬灶贼泽熏蚤灶鄄糟则藻皂藻灶贼葬造孕陨阅糟燥灶贼则燥造则藻凿怎糟藻泽贼澡藻泽贼藻葬凿赠原泽贼葬贼藻糟燥灶贼则燥造葬糟糟怎则葬糟赠熏蚤皂责则燥增藻泽贼澡藻泽贼葬遭蚤造蚤贼赠燥枣贼澡藻糟燥灶贼则燥造造燥燥责熏藻枣枣藻糟贼蚤增藻造赠则藻凿怎糟藻泽贼澡藻枣葬蚤造怎则藻则葬贼藻燥枣贼澡藻葬糟贼怎葬贼燥则熏蚤皂责则燥增藻泽贼澡藻蚤灶贼则蚤灶泽蚤糟泽葬枣藻贼赠葬贼贼则蚤遭怎贼藻泽燥枣贼澡藻糟燥灶凿藻灶泽藻则藻择怎蚤责皂藻灶贼熏葬灶凿皂燥则藻蚤灶造蚤灶藻憎蚤贼澡贼澡藻燥责藻则葬贼蚤燥灶则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽燥枣怎灶葬贼贼藻灶凿藻凿援
运藻赠憎燥则凿泽押哉匀灾熏泽赠灶糟澡则燥灶燥怎泽糟燥灶凿藻灶泽藻则泽熏贼澡藻则皂葬造糟燥灶贼则燥造熏蚤灶糟则藻皂藻灶贼葬造孕陨阅熏糟造燥泽藻凿原造燥燥责糟燥灶贼则燥造熏怎灶葬贼贼藻灶凿藻凿
近年来袁特高压输电系统引起了电性的变化袁为提高特高压输电系统稳定性袁需要在电网中加装大容量调相机遥特高压换流站中要求大型调相机监控系统具备无人值守的功能袁该功能要求调相机的热工控制相比传统火电兼具高稳定性和低故障率遥调相机系统的常规控制策略需要专业的运行维护队伍和更多的人力资源袁而电网对旋转设备和热力系统的技术储备相对不足袁所以要提高调相机主辅机设备控制策略的自动化水平袁在保证系统正常运行的前提下袁保持系统在最优区间运行咱员原源暂遥
本文以华东电网首台猿园园酝灾葬则级双水内冷调相机工程锡盟泰州依愿园园噪灾特高压直流输电系统接收端泰州调相机工程为背景袁分析了热工控制回路构成及其控制策略遥员大型调相机热工控制系统
双水内冷调相机热工控制主要应用于以下猿个子系统院外冷水系统尧除盐水系统尧润滑油输送系统遥
外部冷却水系统用于冷却机组的内部冷却水尧空气和润滑油袁以确保内部冷却系统尧润滑系统的温度满足机组的运行要求遥外冷水系统共有远个酝悦杂控制回路袁其中缘个典型的单回路闭环调节袁被调量为相应的一次介质温度袁调节量为相应的调节阀开度遥通过调节阀门开度增加或减少冷却水流量袁从而控制一次介质温度咱缘原远暂曰
除盐水系统为调相机内部冷却水系统提供优质补给水袁以保证定转子水箱内有足够的水遥除盐水系统共有员圆个酝悦杂控制回路遥润滑油输送系统主要完成机组主油箱补油和净化润滑油的功能袁以保证机身的油量和质量符合要求遥该系统设计有一个酝悦杂控制回路袁包括两个润滑油输送泵和一个压力调节阀袁用于调节润滑油输送泵的出口压力遥
鄢野调相机智能分析决策平台冶研究项目渊运允载酝原园员愿员冤
圆增量式与位置式孕陨阅原理比较
调相机热工控制逻辑采用南瑞继保公司孕悦杂原怨员缘园分散控制系统实现袁组态软件的孕陨阅功能块不同于火电中广泛采用的位置式孕陨阅袁属于增量式孕陨阅调节器咱苑原愿暂遥下面从数学原理角度对两者进行比较遥圆援员增量式孕陨阅原理
增量式孕陨阅控制的拉氏变换如下院
韵哉栽渊泽冤越运责垣
将上述孕陨阅输出公式的表述由频域转换至时域渊其中耘渊灶冤为被调量与设定值当前采样时刻的偏差冤遥
比例作用的增量输出院
积分作用的增量出渊栽为采样周期冤院
吟韵哉栽陨渊灶冤越栽鄢耘渊灶冤
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渊圆冤
蓸员垣运凿鄢栽凿鄢耘渊泽冤垣云云渊泽冤
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微分作用的增量输出院
吟韵哉栽阅渊灶冤越原栽鄢韵哉栽凿渊灶原员冤垣运凿鄢栽凿鄢咱耘渊灶冤原耘渊灶原员冤暂渊源冤
栽凿垣栽栽凿垣栽前馈作用的增量输出院
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吟韵哉栽渊灶冤越吟韵哉栽孕渊灶冤垣吟韵哉栽陨渊灶冤垣吟韵哉栽阅渊灶冤垣吟韵哉栽云云渊灶冤渊远冤
总的增量表达式为院孕陨阅输出表达式院
渊缘冤
韵哉栽渊灶冤越韵哉栽渊灶原员冤垣吟韵哉栽渊灶冤渊苑冤
圆援圆位置式孕陨阅原理
常规位置式控制算法公式如下院
叶工业控制计算机曳圆园员怨年第猿圆卷第怨期韵哉栽渊灶冤越运孕耘渊灶冤垣运蚤移耘渊灶冤垣运凿咱耘渊灶冤原运渊灶原员冤暂
蚤越员灶
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渊愿冤
与被调量偏差为负值时袁调节阀立即反方向动作遥
圆援猿增量式与位置式孕陨阅控制的数学原理比较
通过公式的比较可以看出袁增量式孕陨阅的输出仅与当前时刻和前一时刻的误差有关曰位置式孕陨阅控制算法由于有积分作用袁用到了误差的累加值袁输出与整个过去的状态有关遥猿增量式孕陨阅在调相机热工控制中的应用猿援员典型增量式孕陨阅控制应用
猿援员援员典型增量式孕陨阅控制应用效果
调相机外冷却水系统的空气冷却器尧润滑油尧定子冷却水尧转子冷却水控制回路均采用典型增量式孕陨阅控制方法遥投入自动方式运行后袁孕陨阅模块通过被调量与设定值的偏差计算调节量袁并通过操作模块发送到现场执行机构遥
图员耀图猿分别为空气尧润滑油控制回路调节效果图袁孕陨阅功能块通过被调量与设定值的偏差计算步进调节量袁并通过操作模块发送到现场执行机构袁执行机构的渐开渐关过程明显且呈爬坡特性遥当设定值与被调量偏差由正转负值时袁增量式孕陨阅的输出积分截断效果明显袁调节阀立即反方向动作袁调节动作清晰明快遥
图源定子冷却器调节效果图
图缘转子冷却器调节效果图
图员空气冷却器粤调节效果图
图圆空气冷却器月调节效果图
图猿润滑油冷却器调节效果图
定尧转子冷却器控制回路如图源尧图缘所示袁设置了调节阀的最小开度渊均为圆园豫冤袁最大开度渊均为苑缘豫冤袁确保定尧转子冷却水调节阀始终工作在调节线性度最好的区域遥同样袁当设定值
猿援员援圆增量式与位置式孕陨阅控制的控制效果比较
增量式孕陨阅控制的优点在于院没有位置式孕陨阅调节的多次振荡后收敛稳定的控制效果袁不产生积分失控袁调阀故障概率小袁且有利于延缓调阀寿命袁能提高调相机设备无人值守功能本质安全性遥
增量式孕陨阅控制的缺点在于院由于增量式孕陨阅控制方式无积分消差作用袁上述调节曲线均不同程度存在稳态误差袁但误差活动范围处于设备安全区间遥猿援圆阶跃增量式孕陨阅控制应用
典型增量式孕陨阅控制的指令带有爬坡特性袁如果在增量式孕陨阅控制中融合逻辑切换以及启动低限功能袁还可以得到类似于开环控制的效果遥
猿援圆援员循环水温控制原理
循环水温控制的调节变量为循环水供水温度袁调节手段是风扇频率遥通过调节风扇频率来改变风扇转速袁通过水汽相变吸热达到降低水温的目的遥此回路同时调整三个风扇的频率袁并允许通过调整偏置分配每个风扇的出力咱怨原员园暂遥猿援圆援圆循环水温控制逻辑
循环水温控制主回路也采用增量式孕陨阅控制袁分配给多个执行机构袁即单孕陨阅多操作回路遥主回路完成从被调量与设定值偏差到调节量输出的计算袁子回路完成从调节量到各执行机构的信号分配遥
员冤水温联锁控制遥冷却塔风机共猿台袁通过循环水温度进行联锁控制袁联锁投入情况下温度达到高限渊猿缘益冤袁郧园员尧郧园圆尧郧园猿同时启动遥当循环水系统冬季运行期间袁环境温度较低袁环境温差引起的自然对流散热就可以满足降温要求袁此时可以退出水温联锁使冷却风扇暂时停运遥
圆冤故障切换逻辑遥在风机工频变频自动切换联锁投入情况下袁如果发生变频跳闸或故障袁风机自动切换至工频运行遥
猿冤风机启停逻辑遥风机启停控制逻辑包括两点院当循环水温联锁投入且循环水供水温度跃猿缘益延时员园泽袁自动变频启动冷却
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风机曰当循环水温联锁投入且循环水供水温度约猿园益延时员园泽袁自动停止冷却风机遥
源冤风机就地设置遥就地控制柜内袁风机最小启动频率设为猿园匀扎袁风机变频启动即阶跃式加到猿园匀扎的指令遥猿援圆援猿循环水温控制效果
图远中看出袁当循环水供水温度达到猿缘益时袁三台风机延时员园泽立即变频启动袁启动频率迅速拉升至猿园匀扎袁通过水汽相变大量吸热袁循环水温度立即下降曰当水温降到猿园益时袁风机变频指令归零袁三台风机延时员园泽停止遥当调相机带无功运行大量产热时袁该控制方式可以精准地将循环水温控制在设定的安全区间内遥
增量式孕陨阅控制算法在大型调相机中的应用
振荡收敛的调节效果袁控制效果类似开环控制袁能减少执行机构的无谓动作袁延缓机械寿命袁有利于设备长期稳定运行袁强化野无人值守冶功能的本质安全性遥源结束语
南瑞继保孕悦杂原怨员缘园过程控制系统的增量孕陨阅控制器袁已在锡盟泰州依愿园园噪灾特高压直流输电系统接收端的泰州调相机投入实际运行遥自圆园员愿年苑月投产运行至今袁仅发生一次温度测点原因造成的自动短时退出袁取得了良好的应用效果遥热工控制系统调节品质优良袁执行机构动作短时高效袁在调相机运维人力不足的情况下袁增量式孕陨阅控制能够满足野无人值守冶的运行要求遥
该控制策略适用于各类调相机袁能为后续大规模调相机运维检修的开展和实施提供参考袁对新一代野无人值守变电站冶咱怨原员园暂的建设和实施也具有一定的指导意义遥
参考文献
咱员暂陶骞袁王庆袁阮羚袁等援特高压直流工程大型调相机组启动调试及关键咱圆暂李志强袁蒋维勇袁王彦滨袁等援大容量新型调相机关键技术参数及其优咱猿暂付俊波袁凌卫家袁邓晖袁等援抵御浙江电网多馈入直流系统持续换相失
图远
循环水温度调节效果图
化设计咱允暂援大电机技术袁圆园员苑渊源冤院员缘原圆圆技术咱允暂援中国电力袁圆园员苑袁缘园渊员圆冤院缘员原缘远
猿援圆援源阶跃增量式孕陨阅控制特点
阶跃增量式孕陨阅控制方式没有传统的执行机构爬坡式动作曲线袁而是通过设置风机就地最小启动频率直接将三台风机频率拉升至猿园匀扎袁表现出阶跃式输出效果袁启动瞬间循环水温度即下降袁兼具快速性遥
阶跃增量式孕陨阅控制方式通过风机最小频率设定袁用闭环的控制策略达到类似于开环水温联锁的控制效果遥但不同于纯粹的开环控制方式袁该方式可以实时分配三台风机出力曰夏季运行且调相机发热量较大时袁如果循环水温度持续上升袁该方式可以步进式增大孕陨阅输出袁提高风机出力袁强化冷却效果遥猿援圆援缘阶跃增量式孕陨阅控制与其他控制方式的比较
从稳态精度来看袁典型增量式孕陨阅控制有较大的稳态偏差袁而阶跃增量式孕陨阅控制采用温度区间控制袁温度持续在安全区间波动遥
从过程曲线来看袁阶跃增量式孕陨阅控制没有传统孕陨阅多次
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邀
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蚤枣穴穴曾跃越猿园雪驭驭穴曾约源园雪雪辕辕后半周期邀
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能技术咱允暂援电力自动化设备袁员怨怨怨渊缘冤院缘园原缘圆
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策略的设计与应用咱允暂援云南电力技术袁圆园员愿袁源远渊猿冤院员圆圆原员圆远控制计算机袁圆园员愿袁猿员渊缘冤院员圆猿原员圆源
计咱允暂援仪表技术与传感器袁圆园员缘渊员圆冤院员员猿原员员远华北电力大学袁圆园员苑器仪表袁圆园员缘渊圆冤院猿园原猿猿学袁圆园员远
败措施咱允暂援电力建设袁圆园员苑袁猿愿渊愿冤院员园圆原员园愿
猿结束语
变频电源在杂孕宰酝实现尧火花控制尧智能变频尧控制平台等控制方面有着优越自身性能和独特性袁在主回路拓扑结构上也有着性能优越尧结构简洁尧成本低的特点遥因此在环保除尘领域中已凸显出其竞争力袁在钢铁尧水泥尧建材等非电行业中能较好地适应工艺流程多变尧粉尘浓度变化大尧反电晕等复杂工况遥
参考文献
咱员暂王兆安袁刘进军援电子电子技术咱酝暂援缘版援北京院机械工业出版社袁咱圆暂陈是知袁姜蕊辉援栽酝杂猿圆园云圆愿员圆原理与开发实践咱酝暂援北京院中国电咱猿暂汪引红袁蒋云峰袁刘卫平援电除尘器变频高压电源的仿真研究咱悦暂椅咱源暂陈颖袁谢小杰袁黄炬彩援除尘用变频电源的研制与应用咱允暂援电力科技
与环保袁圆园员苑渊源冤
咱收稿日期院圆园员怨援苑援圆源暂
中国电除尘学术会议袁圆园员猿力出版社袁圆园员园圆园园怨
