一种电厂燃煤机组智能管控及生产运维协同控制方法与流程

本发明涉及燃煤发电机组运行控制，具体为一种电厂燃煤机组智能管控及生产运维协同控制方法。

背景技术：

1、燃煤机组在深度调峰、快速变负荷及煤质波动工况下，通常由运行优化系统依据当前负荷、给煤量、风量、给水量、主再热汽温、设备运行状态等参数生成给煤、送风、给水、减温水及汽轮机调门等控制指令。同时，磨煤机、风机、给水泵、锅炉受热面及汽轮机高温部件的运行裕量会受振动、温度、压差、电流、热应力及执行机构响应能力变化影响而持续改变。

2、现有技术多将运行优化与设备状态监测分别处理，运行优化指令通常按照生成时刻确定的设备状态和控制边界继续执行。当指令生成后设备允许运行边界发生收窄时，原控制指令的剩余未执行部分可能已经不再满足当前设备承载条件，但现有控制方式难以及时识别并阻止该部分指令继续作用于机组，易使相关设备在负荷跟踪过程中逼近安全运行边界。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电厂燃煤机组智能管控及生产运维协同控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电厂燃煤机组智能管控及生产运维协同控制方法，按照以下步骤进行：

3、s1、接收燃煤机组负荷目标，读取当前实际负荷、给煤量、风量、给水量、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、汽轮机调门位置以及磨煤机、风机、给水泵和汽轮机的设备运行信号，并依据与各设备编号对应的运行控制边界配置建立本次负荷调整的初始设备允许运行边界；

4、s2、以当前实际负荷和负荷目标形成按实际执行设备依次推进的控制动作段，为各控制动作段登记执行对象、动作起始反馈、动作目标登记值及执行位置，并将支持对应控制动作段执行的设备运行信号和初始设备允许运行边界与该控制动作段关联；

5、s3、在各控制动作段进入发送前以及执行期间读取关联设备的最新运行信号，依据对应运行控制边界配置形成当前设备允许运行边界，并核验当前设备允许运行边界与待发送控制动作段、正在执行控制动作段之间的执行关系；

6、s4、当前设备允许运行边界相对于对应控制动作段关联的初始设备允许运行边界发生收窄时，依据触发边界收窄的实际设备信号登记设备边界收窄事件，并按照控制动作段的未发送、已发送待响应、执行中和完成执行位置，在最后完成的控制动作段与第一个尚未完成的控制动作段之间建立控制冻结边界，停止控制冻结边界之后的原控制动作继续推进；

7、s5、读取控制冻结边界形成时已经完成控制动作对应的实际给煤量、实际风量、实际给水量、实际蒸汽参数、实际汽轮机调门位置和实际负荷，以该实际设备状态作为新的控制起点，依据各设备当前设备允许运行边界重新形成控制冻结边界之后的后续控制动作段，并按照后续控制动作段继续进行负荷调整。

8、进一步的，s1中：

9、运行控制边界配置按照设备编号分别建立；

10、磨煤机对应出口温度边界、差压边界、轴承振动边界、电机电流边界和一次风条件，风机对应稳定运行风量范围、出口压力范围、电机电流边界、轴承振动边界和叶片位置范围，给水泵对应入口压力下边界、出口压力范围、电机电流边界、泵体振动边界和稳定给水流量范围，汽轮机对应金属温度变化边界、胀差边界、轴向位移边界、轴振边界和调门动作边界；

11、以负荷目标接收时仍处于有效采样时间内的设备运行信号，与相同设备编号对应的运行控制边界配置逐项对应，形成初始设备允许运行边界。

12、进一步的，s2中：

13、以能够独立取得现场执行反馈的实际执行设备为控制动作划分对象，将给煤调整、风量调整、给水调整、减温水调整和汽轮机调门调整分别形成控制动作段；

14、每一控制动作段登记唯一执行对象、动作发送前实际反馈、动作目标登记值和执行位置，动作目标登记值从与当前实际负荷区间、在运设备组合和当前煤质条件相对应的已验证负荷调整配置中取得；

15、执行位置按照控制指令与现场实际反馈之间的对应关系依次划分为未发送、已发送待响应、执行中和完成。

16、进一步的，s3中：

17、在控制动作段进入发送前，按照该控制动作段关联的设备编号重新读取对应设备运行信号的最新有效采样值，并依据相同设备编号对应的运行控制边界配置形成当前设备允许运行边界；

18、当前动作目标登记值处于当前设备允许运行边界内，且与当前控制动作段存在直接工艺依赖关系的前一控制动作段已经进入完成位置时，当前控制动作段进入发送位置；

19、控制动作段进入执行中位置后，持续按照对应设备运行信号的采样周期更新当前设备允许运行边界，直至当前控制动作段进入完成位置。

20、进一步的，s3中：

21、对于电流、振动、压力、流量和位置反馈类运行信号，以连续三个有效采样点进入对应限制区间作为设备允许运行边界收窄的确认条件；

22、对于锅炉壁温和汽轮机金属温度类运行信号，以连续三个有效温度采样点进入对应限制区间作为设备允许运行边界收窄的确认条件；

23、设备跳闸信号、检修隔离信号、保护动作信号和关键联锁失去信号中出现有效信号时，直接取消对应设备承担后续新增控制动作的执行资格。

24、进一步的，s4中：

25、设备边界收窄事件按照实际触发边界变化的设备编号和测点编号建立，并登记测点首次进入限制区间的采样时刻、边界收窄确认时刻、控制动作段关联的初始设备允许运行边界、当前设备允许运行边界以及受影响控制动作段；

26、从受影响控制动作段所在的控制动作序列中确定最后一个处于完成位置的控制动作段和其后的第一个尚未进入完成位置的控制动作段，并在二者之间建立控制冻结边界。

27、进一步的，s4中：

28、控制冻结边界形成后，处于未发送位置的控制动作段停止取得发送资格；

29、处于已发送待响应位置的控制动作段在现场实际反馈尚未离开动作发送前反馈值时撤销继续推进许可，在现场实际反馈已经离开动作发送前反馈值时转入执行中位置处理；

30、处于执行中位置的控制动作段停止继续向原动作目标登记值推进，并以停止推进时的现场实际反馈作为对应设备当前状态；

31、处于完成位置的控制动作段保持完成位置及其已经形成的现场实际反馈。

32、进一步的，s5中：

33、以控制冻结边界形成时已经由现场设备实际形成的实际负荷、实际给煤量、实际风量、实际给水量、实际蒸汽参数和汽轮机调门实际位置建立新的控制起点；

34、已经发送但尚未形成现场实际反馈的控制指令值以及控制冻结边界之后尚未执行的动作目标登记值不写入新的控制起点；

35、根据新的控制起点和各设备当前设备允许运行边界重新确定参与后续控制动作的设备，并从与当前实际负荷、当前在运设备组合和当前煤质条件相对应的已验证负荷调整配置中重新形成后续控制动作段。

36、进一步的，s5中：

37、设备运行信号均处于对应正常运行边界内且具备承担当前负荷调整方向新增控制动作条件时，将对应设备确定为正常参与状态；

38、设备保持运行且与新增控制动作直接关联的运行信号进入对应限制区间时，将对应设备确定为受限参与状态，保持该设备已经稳定形成的当前实际输出并停止向该设备分配新的控制增量；

39、设备跳闸信号、检修隔离信号和保护动作信号中出现有效信号时，将对应设备确定为退出状态；

40、检修后的设备完成现场试运，并且与该设备控制能力对应的振动、电流、压力、流量、温度和位置反馈连续满足检修验收范围后，方由退出状态恢复为正常参与状态。

41、与现有技术相比，本发明提供了一种电厂燃煤机组智能管控及生产运维协同控制方法，具备以下有益效果：

42、1、在燃煤机组负荷调整过程中，将给煤、风量、给水、减温水及汽轮机调门对应的控制动作段与生成时的设备允许运行边界进行关联，并在控制动作发送前及执行期间依据磨煤机、风机、给水泵和汽轮机的最新实际运行信号重新形成当前设备允许运行边界；当设备运行边界相对于控制动作生成时发生收窄时，依据实际控制动作执行位置建立控制冻结边界，停止冻结边界之后尚未完成的原控制动作继续推进，同时保留已经由现场设备实际完成的控制结果，并以冻结时的实际负荷、实际给煤量、实际风量、实际给水量、实际蒸汽参数及汽轮机调门位置作为新的控制起点重新形成后续控制动作。由此解决燃煤机组深度调峰和快速变负荷过程中，原控制指令生成时依据的设备承载条件与实际执行时设备承载条件发生变化后，已经失去当前执行条件的旧控制动作仍继续作用于机组的问题。

43、2、将设备运维状态落实到磨煤机出口温度、差压、轴承振动、电机电流，风机风量、压力、振动，给水泵入口压力、流量、振动，以及汽轮机金属温度、胀差、轴振等实际物理信号形成的运行边界，并通过正常参与状态、受限参与状态和退出状态控制各设备承担后续控制增量的资格；设备检修完成后，还需要依据现场试运形成的真实振动、电流、压力、流量、温度和位置反馈恢复控制资格，使设备维护结果能够直接改变后续负荷调整中的可执行控制范围，减少设备尚未达到保护动作条件但剩余承载能力已经下降时继续增加设备负担的情况。