针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统及其方法与流程

本发明属于电厂燃煤机组的锅炉控制技术领域，具体涉及一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统及其方法。

背景技术：

火力发电厂简称电厂，是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。而电厂中的燃煤发电机组主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。

目前在燃煤发电机组的锅炉主控回路当中，利用估算技术，根据当前的主汽压的以前压力值，估算未来主汽压力的变化，将未来的主汽压力估算值，引入到当前的主汽压力调节中，实现合理的给煤量需求值输出，保证机组在升降负荷时，主汽压力不超调；控制锅炉的给煤系统向锅炉提供锅炉需要的煤量。现有的估算方法包括普遍运用的是当前的主汽压的以前压力值的均值估算方法。但是，此估算方法伴有方式恒定不变、本身校正性能不佳的缺陷，它们的估算方法为恒定不变的，无法伴着主汽压的以前压力值的波动性能执行校正；所以，当前的主汽压的以前压力值的均值估算方法在燃煤发电机组的锅炉的主汽压力检测里伴有估算准确度不佳的缺陷。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统及其方法，有效避免了现有技术中燃煤发电机组的锅炉的主汽压的以前压力值的均值估算方法恒定不变、本身校正性能不佳、在燃煤发电机组的锅炉的主汽压力检测里伴有估算准确度不佳的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统及其方法的解决方案，具体如下：

一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统，其包括：压力传感器，压力传感器设置在电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处，所述压力传感器用于检测锅炉出口蒸汽压力，压力传感器的输出端与dcs控制器输入端电连接，所述dcs控制器的端口与上位机连接；

所述dcs控制器与锅炉的给煤系统控制连接，所述dcs控制器用于让锅炉的给煤系统控制对所述电厂燃煤机组的锅炉的给煤量。

进一步的，所述电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处按照竖直向设有p个压力传感器。

一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法，包括：

s1-1：压力传感器采样锅炉出口蒸汽压力的压力值，并把该锅炉出口蒸汽压力的压力值传递到dcs控制器，一所述压力传感器的采样来的所述锅炉出口蒸汽压力的压力值是{v1,w1}、{v2,w2}、…、{vr-1,wr-1}、{vr,wr}；

vs与ws各指代所述压力传感器的第s次锅炉出口蒸汽压力的压力值的采样时点与压力数字；s是从1到r之间的一整数值，r为正整数；v1,、v2、…、vr-1、vr按照由小到大的次序依次排布；

进一步的，一所述压力传感器的采样锅炉出口蒸汽压力的压力值的随意相邻时点间的间隔可随意设置。

s1-2：凭借方程(1)估算该压力传感器在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1；

wr 1＝d1o1wr-2 d2o2wr-1 d3o3wr(1)

这里，o1、o2和o3分别是针对时点vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值，d1、d2和d3是矫正参数，这里，进一步的，所述o1、o2和o3分别如方程(2)、方程(3)和方程(4)所示：

o1＝{{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-2-vr-1}*{vr-2-vr}}(2)

o2＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr}}/{{vr-1-vr-2}*{vr-1-vr}}(3)

o3＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}}/{{vr-vr-2}*{vr-vr-1}}(4)

所述d1、d2和d3如方程(5)所示：

o11、o12和o13各为针对时点vi-3,vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，o21、o22和o23各为针对时点vi-4,vi-3和vi-2的改进型多项式基函数在时点vi-1的函数值；o31、o32和o33各为针对vi-5,vi-4和vi-3的改进型多项式基函数在时点vi-2的函数值。

由方程(1)可得出，wr 1的导出方法未径直运用现有的多项式基函数执行外推估算vi 1时点的锅炉出口蒸汽压力的压力值，却是各个针对时点vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值o1、o2和o3都被及时矫正。

一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法，包括：

s2-1：压力传感器采样锅炉出口蒸汽压力的压力值，并把该锅炉出口蒸汽压力的压力值传递到dcs控制器，一所述压力传感器的采样来的所述锅炉出口蒸汽压力的压力值是{v1,w1}、{v2,w2}、…、{vr-1,wr-1}、{vr,wr}；

vs与ws各指代所述压力传感器的第s次锅炉出口蒸汽压力的压力值的采样时点与压力数字；s是从1到r之间的一整数值，r为正整数；v1,、v2、…、vr-1、vr按照由小到大的次序依次排布；

进一步的，一所述压力传感器的采样锅炉出口蒸汽压力的压力值的随意相邻时点间的间隔可随意设置。

s2-2：凭借方程(6)估算该压力传感器在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1；

wr 1＝d1o1wr-3 d2o2wr-2 d3o3wr-1 d3o3wr(6)

这里，o1、o2、o3和o4分别是针对时点vr-3、vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值，d1、d2、d3和d4是矫正参数，这里，进一步的，所述o1、o2、o3和o4分别如方程(7)、方程(8)、方程(9)和方程(10)所示：

o1＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-3-vr-2}*{vr-23-vr-1}*{vr-3-vr}}(7)

o2＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-2-vr-3}*{vr-23-vr-1}*{vr-2-vr}}(8)

o3＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr}}/{{vr-1-vr-3}*{vr-13-vr-1}*{vr-1-vr}}(9)

o4＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}}/{{vr-vr-3}*{vr-vr-2}*{vr-vr-1}}(10)

所述d1、d2、d3和d4如方程(11)所示：

o11、o12、o13和o14各为针对时点vi-4、vi-3、vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，o21、o22、o23和o24各为针对时点vi-5,vi-4,vi-3和vi-2的改进型多项式基函数在时点vi-1的函数值；o31、o32、o33和o34各为针对vi-6,vi-5,vi-4和vi-3的改进型多项式基函数在时点vi-3的函数值；o41、o42、o43和o44各为针对vi-7,vi-6,vi-5和vi-4的改进型多项式基函数在时点vi-4的函数值。

针对不一样的m个已有的时点v1,v2,v3,…,vl与时点相应的中间值s1,s2,s3,…,sl，能够构造改进型多项式基函数运算随意时点v相应的中间值s(v)，其方程就是以下方程(12)：

这里，j为从1至l之间的整数值，方程(12)内uj(v)作为第j个时点相应的改进型多项式基函数，就是方程(13)所示：

针对两对时点v1,v2,v3和v4能够构造出相应的两对改进型多项式基函数，分别如方程(14)-方程(17)所示：

而所述o11、o12、o13和o14各为针对时点vi-4、vi-3、vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，须让v＝vj、y1＝vj-4、y2＝vj-3、y3＝＝vj-2、y4＝＝vj-1，就能推出如如方程(18)-方程(21)所示：

进一步的，在所述电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处按照竖直向设有p个压力传感器的条件下，凭借压力传感器采样来的的锅炉出口蒸汽压力的压力值，认定在vr时点下的p个压力传感器采样来的的锅炉出口蒸汽压力的压力值的最高数据z1与最低数据z2，以及在采样出最高数据z1与最低数据z2的压力值的压力传感器间的间隔大小a1；运用所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法来估算出在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1，还认定估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1的最高数据q1与最低数据q2，以及估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1的最高数据q1与最低数据q2的压力值所相应的压力传感器间的间隔大小a2，接着用以下方程(22)进行认定：

{q1-q2}/a2>{z1-z2}/a1>＝i(22)，所述i为设定的锅炉出口蒸汽压力的压力值的正常值。

如果符合方程(22)的条件就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力过高，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统终止对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤，而如果不符合方程(22)的条件就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力适宜，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统继续对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤。

本发明的有益效果为：

本发明的针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法给出的按时点顺序的估算方法宜于在可以不等时长间隔的按时点顺序的不长时段大小下的估算，也可执行在随意时长范畴里的估算；只须运用估算点旁不多的以前的锅炉出口蒸汽压力的压力值，就能达成锅炉出口蒸汽压力的压力值估算，方法运算不复杂和不繁琐，对应的软件不难开发，加上各次的估算运算量不大，能极大改善估算性能和速度；所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法本身矫正的优点，伴着具体检测锅炉出口蒸汽压力的压力值的波动，参数dx会及时刷新，其中下标z为正整数，而目前的锅炉出口蒸汽压力的压力值估算的算法的所有参数普遍是恒定值，这样对比，所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法同真实检测的数值更相近，宜于对锅炉出口蒸汽压力的压力值执行高效操控，以此降低锅炉出口蒸汽压力的压力值误差。而针对压力认定，运用的为锅炉出口蒸汽压力的压力值落差，也就是锅炉出口蒸汽压力的压力值在竖向一米间隔上的锅炉出口蒸汽压力的压力值差值，当某一测点的若干压力传感器的最近一次锅炉出口蒸汽压力的压力值相应的锅炉出口蒸汽压力的压力值落差高于设定的正常值t，还于后一时点的估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值亦出现加高的态势就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力过高，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统终止对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤；运用次认定，就可让锅炉出口蒸汽压力的压力值符合需要，减小锅炉出口蒸汽压力的压力值的落差，同步的还可降低锅炉出口蒸汽压力的压力协调的费用。

附图说明

图1是本发明的针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的整体示意图。

图2是本发明的针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法的部分流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

如图1-图2所示，针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统，其包括：压力传感器，压力传感器设置在电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处，所述压力传感器用于检测锅炉出口蒸汽压力，压力传感器的输出端与dcs控制器输入端电连接，所述dcs控制器的端口与上位机连接；

所述dcs控制器与锅炉的给煤系统控制连接，所述dcs控制器用于让锅炉的给煤系统控制对所述电厂燃煤机组的锅炉的给煤量。

所述电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处按照竖直向设有p个压力传感器。

一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法，包括：

s1-1：压力传感器采样锅炉出口蒸汽压力的压力值，并把该锅炉出口蒸汽压力的压力值传递到dcs控制器，这里，一所述压力传感器的采样来的所述锅炉出口蒸汽压力的压力值是{v1,w1}、{v2,w2}、…、{vr-1,wr-1}、{vr,wr}；

vs与ws各指代所述压力传感器的第s次锅炉出口蒸汽压力的压力值的采样时点与压力数字；s是从1到r之间的一整数值，r为正整数；v1,、v2、…、vr-1、vr按照由小到大的次序依次排布；

设置压力传感器是在燃煤发电机组的锅炉主控回路当中，有了压力传感器，就能利用估算技术，根据当前的作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力的以前压力值，估算未来主汽压力的变化，将未来的主汽压力估算值，引入到当前的主汽压力调节中，实现合理的给煤量需求值输出，保证机组在升降负荷时，主汽压力不超调。

本发明内的一所述压力传感器的采样锅炉出口蒸汽压力的压力值的随意相邻时点间的间隔可随意设置，无须让该间隔时段的时长一样，所以，在锅炉出口蒸汽压力的压力值传递受到干扰，使得一时点下锅炉出口蒸汽压力的压力值遗漏的条件下，依旧不会有不利于估算的问题发生。

s1-2：凭借方程(1)估算该压力传感器在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1；

wr 1＝d1o1wr-2 d2o2wr-1 d3o3wr(1)

这里，o1、o2和o3分别是针对时点vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值，d1、d2和d3是矫正参数，这里，所述o1、o2和o3分别如方程(2)、方程(3)和方程(4)所示：

o1＝{{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-2-vr-1}*{vr-2-vr}}(2)

o2＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr}}/{{vr-1-vr-2}*{vr-1-vr}}(3)

o3＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}}/{{vr-vr-2}*{vr-vr-1}}(4)

所述d1、d2和d3如方程(5)所示：

o11、o12和o13各为针对时点vi-3,vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，o21、o22和o23各为针对时点vi-4,vi-3和vi-2的改进型多项式基函数在时点vi-1的函数值；o31、o32和o33各为针对vi-5,vi-4和vi-3的改进型多项式基函数在时点vi-2的函数值。

由方程(1)可得出，wr 1的导出方法未径直运用现有的多项式基函数执行外推估算vi 1时点的锅炉出口蒸汽压力的压力值，却是各个针对时点vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值o1、o2和o3都被及时矫正。

这样就能具有以下的优点：

一，所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法给出的按时点顺序的估算方法宜于在可以不等时长间隔的按时点顺序的不长时段大小下的估算，也可执行在随意时长范畴里的估算；

二、只须运用估算点旁不多的以前的锅炉出口蒸汽压力的压力值，就能达成锅炉出口蒸汽压力的压力值估算，方法运算不复杂和不繁琐，对应的软件不难开发，加上各次的估算运算量不大，能极大改善估算性能和速度；

三、所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法本身矫正的优点，伴着具体检测锅炉出口蒸汽压力的压力值的波动，参数dx会及时刷新，其中下标z为正整数，而目前的锅炉出口蒸汽压力的压力值估算的算法的所有参数普遍是恒定值，这样对比，所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法同真实检测的数值更相近，宜于对锅炉出口蒸汽压力的压力值执行高效操控，以此降低锅炉出口蒸汽压力的压力值误差。

一种针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法，包括：

s2-1：压力传感器采样锅炉出口蒸汽压力的压力值，并把该锅炉出口蒸汽压力的压力值传递到dcs控制器，这里，一所述压力传感器的采样来的所述锅炉出口蒸汽压力的压力值是{v1,w1}、{v2,w2}、…、{vr-1,wr-1}、{vr,wr}；

vs与ws各指代所述压力传感器的第s次锅炉出口蒸汽压力的压力值的采样时点与压力数字；s是从1到r之间的一整数值，r为正整数；v1,、v2、…、vr-1、vr按照由小到大的次序依次排布；

设置压力传感器是在燃煤发电机组的锅炉主控回路当中，有了压力传感器，就能利用估算技术，根据当前的作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力的以前压力值，估算未来主汽压力的变化，将未来的主汽压力估算值，引入到当前的主汽压力调节中，实现合理的给煤量需求值输出，保证机组在升降负荷时，主汽压力不超调。

本发明内的一所述压力传感器的采样锅炉出口蒸汽压力的压力值的随意相邻时点间的间隔可随意设置，无须让该间隔时段的时长一样，所以，在锅炉出口蒸汽压力的压力值传递受到干扰，使得一时点下锅炉出口蒸汽压力的压力值遗漏的条件下，依旧不会有不利于估算的问题发生。

s2-2：凭借方程(6)估算该压力传感器在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1；

wr 1＝d1o1wr-3 d2o2wr-2 d3o3wr-1 d3o3wr(6)

这里，o1、o2、o3和o4分别是针对时点vr-3、vr-2、vr-1和vr的改进型多项式基函数在时点vr 1的数值，d1、d2、d3和d4是矫正参数，这里，所述o1、o2、o3和o4分别如方程(7)、方程(8)、方程(9)和方程(10)所示：

o1＝{{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-3-vr-2}*{vr-23-vr-1}*{vr-3-vr}}(7)

o2＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-1}*{vr 1-vr}}/{{vr-2-vr-3}*{vr-23-vr-1}*{vr-2-vr}}(8)

o3＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr}}/{{vr-1-vr-3}*{vr-13-vr-1}*{vr-1-vr}}(9)

o4＝{{vr 1-vr-3}*{vr 1-vr-2}*{vr 1-vr-1}}/{{vr-vr-3}*{vr-vr-2}*{vr-vr-1}}(10)

所述d1、d2、d3和d4如方程(11)所示：

o11、o12、o13和o14各为针对时点vi-4、vi-3、vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，o21、o22、o23和o24各为针对时点vi-5,vi-4,vi-3和vi-2的改进型多项式基函数在时点vi-1的函数值；o31、o32、o33和o34各为针对vi-6,vi-5,vi-4和vi-3的改进型多项式基函数在时点vi-3的函数值；o41、o42、o43和o44各为针对vi-7,vi-6,vi-5和vi-4的改进型多项式基函数在时点vi-4的函数值。

针对不一样的m个已有的时点v1,v2,v3,…,vl与时点相应的中间值s1,s2,s3,…,sl，能够构造改进型多项式基函数运算随意时点v相应的中间值s(v)，其方程就是以下方程(12)：

这里，j为从1至l之间的整数值，方程(12)内uj(v)作为第j个时点相应的改进型多项式基函数，就是方程(13)所示：

针对两对时点v1,v2,v3和v4能够构造出相应的两对改进型多项式基函数，分别如方程(14)-方程(17)所示：

而所述o11、o12、o13和o14各为针对时点vi-4、vi-3、vi-2和vi-1的改进型多项式基函数在时点vi的函数值，须让v＝vj、y1＝vj-4、y2＝vj-3、y3＝＝vj-2、y4＝＝vj-1，就能推出如如方程(18)-方程(21)所示：

。

在所述电厂燃煤机组的锅炉的锅炉蒸汽出口处按照竖直向设有p个压力传感器的条件下，凭借压力传感器采样来的的锅炉出口蒸汽压力的压力值，认定在vr时点下的p个压力传感器采样来的的锅炉出口蒸汽压力的压力值的最高数据z1与最低数据z2，以及在采样出最高数据z1与最低数据z2的压力值的压力传感器间的间隔大小a1；运用所述针对电厂燃煤机组的锅炉智慧协调系统的方法来估算出在时点vr 1的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1，还认定估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1的最高数据q1与最低数据q2，以及估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值wr 1的最高数据q1与最低数据q2的压力值所相应的压力传感器间的间隔大小a2，接着用以下方程(22)进行认定：

{q1-q2}/a2>{z1-z2}/a1>＝i(22)，所述i为设定的锅炉出口蒸汽压力的压力值的正常值，该正常值就如能选用20mpa这样的值。

如果符合方程(22)的条件就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力过高，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统终止对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤，而如果不符合方程(22)的条件就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力适宜，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统继续对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤。

这样的压力认定，运用的为锅炉出口蒸汽压力的压力值落差，也就是锅炉出口蒸汽压力的压力值在竖向一米间隔上的锅炉出口蒸汽压力的压力值差值，当某一测点的若干压力传感器的最近一次锅炉出口蒸汽压力的压力值相应的锅炉出口蒸汽压力的压力值落差高于设定的正常值t，还于后一时点的估算出的锅炉出口蒸汽压力的压力值亦出现加高的态势就认定为作为主汽压的锅炉出口蒸汽压力过高，所述dcs控制器就让锅炉的给煤系统终止对所述电厂燃煤机组的锅炉的供应煤；运用次认定，就可让锅炉出口蒸汽压力的压力值符合需要，减小锅炉出口蒸汽压力的压力值的落差，同步的还可降低锅炉出口蒸汽压力的压力协调的费用。

以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。