一种主蒸汽压力系统的建模方法

技术领域

本发明属于热工控制技术领域，尤其是一种主蒸汽压力系统的建模方法。

背景技术

主蒸汽压力系统是火电机组最重要的子系统，其控制策略的优化及先进控制方法实施是提高主蒸汽压力系统运行品质的关键。建立主蒸汽压力系统模型是实施控制策略的优化及先进控制方法的基础。主蒸汽压力系统运行过程中一般不允许进行开环试验，因此该系统的模型一般只能通过闭环辨识方法得到。

闭环辨识方法的研究有一些成果，如专利CN113867148B、CN113885325B和CN113885322B等专利是通过对闭环系统的设定值进行阶跃或斜坡扰动，基于设定值变化和系统输出变化得到被控对象模型。然而，这些方法需要闭环系统的设定值进行扰动，会改变系统的运行工况，而且前馈控制作用的强弱也会影响其辨识的精度。对于主蒸汽压力系统来说，其的设定值是基于负荷需要进行调整的，一般不允许改变设定值。

此外，上述专利研究的建模模型是一阶惯性加滞后或者二阶惯性加滞后对象，然而主蒸汽压力系统一般采用形如

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出了一种主蒸汽压力系统的建模方法。本发明不需要改变主蒸汽压力系统的运行工况，通过对给煤量施加一定的激励扰动，建立主蒸汽压力系统形如

本发明第一方面提供了一种主蒸汽压力系统的建模方法，该方法包括以下步骤：

1)主蒸汽压力系统稳定运行时，记录主蒸汽压力系统稳定运行时的主蒸汽压力值Y

2)采集正弦扰动施加到主蒸汽压力系统过程中的正弦扰动数据U

U

Y

U

Y

L为数据长度，L不小于1000，采样周期为ΔT，ΔT∈[0.05，1]秒；

3)对主蒸汽压力波动数据Y

4)对正弦扰动数据U

5)采集主蒸汽压力系统的反馈控制器参数：反馈控制器比例增益k

对形如

根据主蒸汽压力系统的动态特性，确定主蒸汽压力系统的最大阶次正整数m的值，并给出主蒸汽压力系统的模型时间常数初值T

6)结合已得到的

Φ＝[Φ

Ψ＝[Ψ

其中，Φ

7)基于中间变量Φ和Ψ，得到θ＝[Φ

通过

8)将步骤7)中得到的T作为主蒸汽压力系统的主蒸汽压力系统初值T

基于上述，步骤1)中，主蒸汽压力系统稳定运行的标准为给煤量波动在±1％给煤量变化时，压力波动不超过ΔPMPa，ΔP为稳定运行的阈值，ΔP∈[0.01，1.0]；给煤量正弦扰动的幅值以不超过当前给煤量的±5％为合适，给煤量正弦扰动的频率以10

基于上述，步骤3)中，剔除稳态值的操作为：对Y

Y

＝[Y

其中，τ为主蒸汽压力系统在正弦扰动后延迟响应的数据采集数量。

基于上述，步骤4)中，数学变换的计算公式如下：

…

其中，m为模型的最大阶次，为正整数，主蒸汽压力系统有m∈[1,10]。

本发明第二方面提供了一种主蒸汽压力系统的控制器，该控制器的传递函数模型采用所述的主蒸汽压力系统的建模方法建立。

本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的主蒸汽压力系统的建模方法。

本发明第四方面提供了一种过热汽温系统的建模方法，该过热汽温系统的传递函数模型为

本发明第五方面提供了一种再热汽温系统的建模方法，该再热汽温系统的传递函数模型为

本发明第六方面提供了一种脱硝系统的建模方法，该脱硝系统的传递函数模型为

本发明的特点及突出性的效果在于：

本发明提出了一种主蒸汽压力系统的建模方法，该方法不会对主蒸汽压力系统的运行产生很大的影响，不需要改变主蒸汽压力系统的运行状态，通过对给煤量施加一定的激励扰动，建立主蒸汽压力系统形如

附图说明

图1为本发明具体实施的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种主蒸汽压力系统的建模方法：

步骤101，主蒸汽压力系统稳定运行时，记录主蒸汽压力系统稳定运行时的主蒸汽压力值Y

其中，主蒸汽压力系统稳定运行的标准为给煤量波动在±1％给煤量变化时，压力波动不超过ΔPMPa，ΔP为稳定运行的阈值，ΔP∈[0.01，1.0]；给煤量正弦扰动的幅值以不超过当前给煤量的±5％为合适，给煤量正弦扰动的频率以10

步骤102，采集正弦扰动施加到主蒸汽压力系统过程中的正弦扰动数据U

步骤103，对主蒸汽压力波动数据Y

Y

＝[Y

其中，τ为主蒸汽压力系统在正弦扰动后延迟响应的数据采集数量。

步骤104，对正弦扰动数据U

…

其中，m为模型的最大阶次，为正整数，主蒸汽压力系统有m∈[1,10]。

步骤105，采集主蒸汽压力系统的反馈控制器参数：反馈控制器比例增益k

对形如

根据主蒸汽压力系统的动态特性，确定主蒸汽压力系统的最大阶次正整数m的值，并给出主蒸汽压力系统的模型时间常数初值T

步骤106，结合已得到的

Φ＝[Φ

Ψ＝[Ψ

其中，Φ

步骤107，基于中间变量Φ和Ψ，得到θ＝[Φ

通过

步骤108，将步骤107中得到的T作为主蒸汽压力系统的主蒸汽压力系统初值T

实施例2

本实施例提供一种主蒸汽压力系统的控制器，该控制器的传递函数模型采用实施例1所述的主蒸汽压力系统的建模方法建立。

实施例3

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述的主蒸汽压力系统的建模方法。

实施例4

本实施例提供一种过热汽温系统的建模方法，该过热汽温系统的传递函数模型为

实施例5

本实施例提供一种再热汽温系统的建模方法，该再热汽温系统的传递函数模型为

实施例6

本实施例提供一种脱硝系统的建模方法，该脱硝系统的传递函数模型为

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统及装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。