适应AGC方式的炉主控前馈

罗常中

摘 要：为了进一步提高协调系统的负荷响应能力，适应AGC指标要求，还是有必要对系统的结构和参数作适当调整，尤其应该强化炉主控前馈环节的作用，加大和优化负荷指令对炉主控前馈的作用。提高炉主控响应速度，加速系统的平衡进程，保证负荷快速跟随时主汽压力的相对稳定。

关键词：AGC；前馈

1 概述

随着AGC的投入，对单元机组协调控制系统的控制的品质提出了更高的要求，这些要求主要包括：负荷大范围波动时，系统的静态、动态跟踪性能、稳定性能等。对于协调控制系统来说，要满足这些要求，需要考虑协调控制系统不同工况下整体的控制合理化的问题，即不能只是单纯追求某一方面的性能，而将其它的方面置之不理。由于机组汽机、锅炉负荷调节速度不一致，炉侧燃烧系统对电负荷响应的大滞后性，仅靠PID 调节比较困难。本文结合实际对锅炉前馈控制策略进行了优化设计，以动态补偿燃烧系统对负荷的响应速度。

2 炉主控前馈回路的组成

锅炉前馈控制思想是指在负荷指令变动时，燃烧系统提前加（减）燃料量的控制技术；只有对即将出现的偏差预先提出某些措施时，才能进行有效的控制；因此优化炉主控的前馈控制策略是对协调系统控制水平的重要补充。

2.1 负荷指令前馈控制

2.1.1 负荷指令的静态前馈分量

在稳态环境下，燃料量以及负荷之间有着相对明确的关系。具体来说，当响应外部负荷需求的时候，仅仅需要结合该对应关系对锅炉出力情况进行科学调整，进而满足其基本需求。实际操作期间，锅炉运行会受到很多因素的干扰，这样就回给这种对应关系带来不同程度上的变化，所以说这种形式的对应关系是不可以直接运用到相关燃烧系统负荷需求中的，相关工作人员应引起高度重视。

尽管燃料量以及负荷之间所存在的对应关系是不明确的，然而所形成的关系能够提供前馈量控制基础条件，保障炉侧在接到负荷指令的情况下可以提前加（减）其中的燃料量，起到控制锅炉主控调节器作用，对其实施滞后调节，发挥着重要作用。实质上，该种行对关系属于一种单纯性比例关系，也能够被称之为负荷指令的静态前馈量。就是指当负荷指令改变时，首先通过机主控 PID 调节器输出，使机组迅速响应负荷指令；而炉侧通过负荷指令的改变预先加（减）一定燃料量来改变锅炉主控指令，使燃烧系统及时补偿锅炉侧蓄能。

2.1.2 负荷指令的动态前馈分量

当负荷指令下达之后，在其发挥克服燃烧系统滞后性作用的过程中，第一要务是就锅炉蓄能情况进行优化调整，进一步加速锅炉负荷指令的贯彻执行。从某种程度上讲，负荷指令速率变化情况将会对机组负荷紧迫度产生严重影响，这种情况下，若是相关工作人员只是借助负荷指令所具有的静态前馈控制功能进行管理，其进度是非常慢的，必须要有动态前馈的支持，结合负荷指令速率改变的大小，强化在燃烧系统方面的积极响应。

在协调系统开展前馈控制补偿性控制调节的前提下，炉主控PID调节器仅仅需要实施微量调节就行。针对炉系统出现的大迟延问题，借助前馈控制就能够有效克服偏差后带来的再调节特性，使机组控制质量大为提高。

2.2 压力指令前馈控制方案

机组在利用锅炉蓄热能力缩短响应负荷指令迟延的同时，也加大了机炉间能量供需的不平衡，使得调节过程振幅加大，主汽压力稳定时间延长。当主汽压力设定值变化时，通过主汽压力设定值微分作用超前动作，可起到改善压力调节的动态补偿作用。

2.3 主汽压力实际值与设定值的偏差前馈控制方案

主汽压力是协调控制系统中的一个主要参数，反映机炉之间能量平衡关系；主汽压力也是反映机组安全和稳定运行的主要参数。

2.3.1 静态前馈分量

煤质正常状态下，主汽压力以及燃料量将会发展为一种对应关系，发挥燃烧控制作用。但是，实际运行环境下的工况变化是非常频繁的，从而使对应关系更加复杂化，若始终按照这种对应关系操作，最终结果将会难以进行控制，不利于系统的正常运行。但是对应关系是能够改善系统滞后性的，进而生成静态前馈分量，下达主汽压力指令后，需要根据前馈分量提前相关动作发生情况，保证锅炉充分蓄热，之后再结合出现的细微偏差实施PID调节。

2.3.2 动态前馈分量

当主汽压力实际值与设定值的偏差出现并以一定速率扩大的时候，需要动态前馈分量补偿PID 调节器的不足，需增加压力设定值与实际压力偏差的微分来提前加（减）燃料量。动态前馈分量根据压力设定值与实际压力偏差变化的速率进行加（减）燃料量的多少，速率越大，前馈分量的输出越大，反之输出越小。

3 结语

机组的控制对象特性复杂，工况变化频繁，造成协调控制系统自动控制抗干扰较弱，本文提出的前馈控制用以克服锅炉的大迟滞和大惯性，是十分有效的，可以有效地提高协调控制系统响应AGC负荷指令的速率。

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