適應AGC方式的爐主控前饋

羅常中

摘 要：為了進一步提高協調系統的負荷響應能力，適應AGC指標要求，還是有必要對系統的結構和參數作適當調整，尤其應該強化爐主控前饋環節的作用，加大和優化負荷指令對爐主控前饋的作用。提高爐主控響應速度，加速系統的平衡進程，保證負荷快速跟隨時主汽壓力的相對穩定。

關鍵詞：AGC；前饋

1 概述

隨著AGC的投入，對單元機組協調控制系統的控制的品質提出了更高的要求，這些要求主要包括：負荷大范圍波動時，系統的靜態、動態跟蹤性能、穩定性能等。對于協調控制系統來說，要滿足這些要求，需要考慮協調控制系統不同工況下整體的控制合理化的問題，即不能只是單純追求某一方面的性能，而將其它的方面置之不理。由于機組汽機、鍋爐負荷調節速度不一致，爐側燃燒系統對電負荷響應的大滯后性，僅靠PID 調節比較困難。本文結合實際對鍋爐前饋控制策略進行了優化設計，以動態補償燃燒系統對負荷的響應速度。

2 爐主控前饋回路的組成

鍋爐前饋控制思想是指在負荷指令變動時，燃燒系統提前加（減）燃料量的控制技術；只有對即將出現的偏差預先提出某些措施時，才能進行有效的控制；因此優化爐主控的前饋控制策略是對協調系統控制水平的重要補充。

2.1 負荷指令前饋控制

2.1.1 負荷指令的靜態前饋分量

在穩態環境下，燃料量以及負荷之間有著相對明確的關系。具體來說，當響應外部負荷需求的時候，僅僅需要結合該對應關系對鍋爐出力情況進行科學調整，進而滿足其基本需求。實際操作期間，鍋爐運行會受到很多因素的干擾，這樣就回給這種對應關系帶來不同程度上的變化，所以說這種形式的對應關系是不可以直接運用到相關燃燒系統負荷需求中的，相關工作人員應引起高度重視。

盡管燃料量以及負荷之間所存在的對應關系是不明確的，然而所形成的關系能夠提供前饋量控制基礎條件，保障爐側在接到負荷指令的情況下可以提前加（減）其中的燃料量，起到控制鍋爐主控調節器作用，對其實施滯后調節，發揮著重要作用。實質上，該種行對關系屬于一種單純性比例關系，也能夠被稱之為負荷指令的靜態前饋量。就是指當負荷指令改變時，首先通過機主控 PID 調節器輸出，使機組迅速響應負荷指令；而爐側通過負荷指令的改變預先加（減）一定燃料量來改變鍋爐主控指令，使燃燒系統及時補償鍋爐側蓄能。

2.1.2 負荷指令的動態前饋分量

當負荷指令下達之后，在其發揮克服燃燒系統滯后性作用的過程中，第一要務是就鍋爐蓄能情況進行優化調整，進一步加速鍋爐負荷指令的貫徹執行。從某種程度上講，負荷指令速率變化情況將會對機組負荷緊迫度產生嚴重影響，這種情況下，若是相關工作人員只是借助負荷指令所具有的靜態前饋控制功能進行管理，其進度是非常慢的，必須要有動態前饋的支持，結合負荷指令速率改變的大小，強化在燃燒系統方面的積極響應。

在協調系統開展前饋控制補償性控制調節的前提下，爐主控PID調節器僅僅需要實施微量調節就行。針對爐系統出現的大遲延問題，借助前饋控制就能夠有效克服偏差后帶來的再調節特性，使機組控制質量大為提高。

2.2 壓力指令前饋控制方案

機組在利用鍋爐蓄熱能力縮短響應負荷指令遲延的同時，也加大了機爐間能量供需的不平衡，使得調節過程振幅加大，主汽壓力穩定時間延長。當主汽壓力設定值變化時，通過主汽壓力設定值微分作用超前動作，可起到改善壓力調節的動態補償作用。

2.3 主汽壓力實際值與設定值的偏差前饋控制方案

主汽壓力是協調控制系統中的一個主要參數，反映機爐之間能量平衡關系；主汽壓力也是反映機組安全和穩定運行的主要參數。

2.3.1 靜態前饋分量

煤質正常狀態下，主汽壓力以及燃料量將會發展為一種對應關系，發揮燃燒控制作用。但是，實際運行環境下的工況變化是非常頻繁的，從而使對應關系更加復雜化，若始終按照這種對應關系操作，最終結果將會難以進行控制，不利于系統的正常運行。但是對應關系是能夠改善系統滯后性的，進而生成靜態前饋分量，下達主汽壓力指令后，需要根據前饋分量提前相關動作發生情況，保證鍋爐充分蓄熱，之后再結合出現的細微偏差實施PID調節。

2.3.2 動態前饋分量

當主汽壓力實際值與設定值的偏差出現并以一定速率擴大的時候，需要動態前饋分量補償PID 調節器的不足，需增加壓力設定值與實際壓力偏差的微分來提前加（減）燃料量。動態前饋分量根據壓力設定值與實際壓力偏差變化的速率進行加（減）燃料量的多少，速率越大，前饋分量的輸出越大，反之輸出越小。

3 結語

機組的控制對象特性復雜，工況變化頻繁，造成協調控制系統自動控制抗干擾較弱，本文提出的前饋控制用以克服鍋爐的大遲滯和大慣性，是十分有效的，可以有效地提高協調控制系統響應AGC負荷指令的速率。

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