Исследование и внедрение автоматических систем регулирования для интегрирующих объектов в теплоэнергетике тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Жигунов Василий Викторович
- Специальность ВАК РФ05.13.06
- Количество страниц 179
Оглавление диссертации кандидат наук Жигунов Василий Викторович
Введение
1 Обзор автоматических систем регулирования уровня жидкости и систем управления мощностью на энергоблоках
1.1 Автоматические системы регулирования уровня жидкости
1.1.1 Особенности построения автоматических систем регулирования уровня жидкости
1.1.2 Схемы АСР уровня жидкости
1.1.2.1 Технологический объект управления
1.1.2.2 АСР уровня с обратной связью по УП
1.1.2.3 АСР уровня с обратной связью по расходу жидкости
1.1.2.4 Трехимпульсная АСР уровня
1.1.2.5 Трехимпульсная АСР с дополнительным интегрированием небаланса по уровню
1.1.2.6 АСР уровня с исчезающей обратной связью по расходу жидкости
1.1.2.7 АСР с дополнительным дифференцированием основного регулируемого параметра
1.1.2.8 АСР уровня с дополнительным дифференцированием сигнала по уровню и исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара
1.2 Автоматические системы управления мощностью паросилового энергоблока
1.2.1 Свойства паросилового энергоблока как двухсвязного объекта регулирования мощности/давления
1.2.2 Схемы систем автоматического управления мощностью/давлением
1.2.2.1 Координированная схема САУМ с форсирующими сигналами
1.2.2.2 Схема САУМ с турбинным регулятором мощности и предвключенным дифференциатором на котельном регуляторе давления
1.3 Исследование схем АСР уровня и САУМ. Постановка задачи
2 Исследование АСР уровня жидкости
2.1 Расчет параметров настройки АСР уровня жидкости
2.1.1 Порядок расчета параметров настройки АСР уровня жидкости
2.1.2 Ограничение по изменению регулирующего воздействия
2.1.3 Расчет параметров настройки АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором
2.1.4 Расчет параметров настройки АСР с исчезающим сигналом по расходу
питательной воды
2.1.5 Расчет параметров настройки комбинированной схемы АСР
2.1.6 Расчет устройства компенсации по расходу пара в АСР уровня в барабане котла
2.2 Анализ частотных характеристик АСР уровня
2.2.1 Амплитудно-частотные характеристики АСР уровня
2.2.2 Комплексные частотные характеристики устройств компенсации по расходу пара в АСР уровня в барабане котла
2.3 Моделирование процессов регулирования в АСР уровня жидкости с релейно-импульсными регуляторами
2.3.1 Имитационная модель релейно-импульсного ПИ-регулятора с исполнительным механизмом постоянной скорости
2.3.2 Имитационные модели АСР уровня
2.4 Переходные процессы в АСР уровня
3 Исследование САУМ
3.1 Расчет параметров настройки САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД
3.2 Комплексные частотные характеристики и области заданного затухания в САУМ энергоблока с прямоточным котлом
3.3 Моделирование процессов регулирования в САУМ энергоблока с прямоточным котлом
3.4 Переходные процессы в САУМ с прямоточным котлом
4 Опыт промышленных внедрений АСР интегрирующих объектов
4.1 Обзор внедрений АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором
4.2 Примеры внедрений АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором
4.2.1 Внедрение АСР уровня в БВД, БСД, БНД и деаэраторе ПГУ-410 Нижневартовской ГРЭС
4.2.1.1 Технологический объект управления, требования к АСР
4.2.1.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров АСР
4.2.1.3 Графики процессов регулирования и их анализ
4.2.2 Внедрение САУМ энергоблока с барабанным пылеугольным котлом
ст. №3 225 МВт Харанорской ГРЭС
4.2.2.1 Технологический объект управления, требования к САУМ
4.2.2.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров КРД
4.2.2.3 Графики процессов регулирования и их анализ
4.2.3 Внедрение САУМ энергоблока с прямоточным пылеугольным котлом ст. №3 325 МВт Запорожской ТЭС
4.2.3.1 Технологический объект управления, требования к САУМ
4.2.3.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров КРД
4.2.3.3 Графики процессов регулирования и их анализ
5 Заключение
6 Список сокращений и условных обозначений
7 Список литературы
Введение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК
Исследование взаимосвязанной системы регулирования мощности и давления пара перед турбиной газомазутного энергоблока с прямоточным котлом2009 год, кандидат технических наук Зорченко, Наталья Викторовна
Моделирование и анализ частотно-регулируемого электропривода питательного насоса энергоблока с ВВЭР-10002011 год, кандидат технических наук Каревский, Дмитрий Валериевич
Способы оптимизации параметров соотношения основных технологических потоков котлоагрегата при нестационарных режимах1985 год, кандидат технических наук Маалуф, Адель Наджиб
Оптимизация процесса горения в паровом котле при сжигании нескольких видов топлива с применением экстремального регулятора2005 год, кандидат технических наук Поляков, Андрей Александрович
Беспоисковый метод расчета настроек регуляторов на минимум квадратичного критерия2014 год, кандидат наук Бурцева, Юлия Сергеевна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и внедрение автоматических систем регулирования для интегрирующих объектов в теплоэнергетике»
Актуальность темы исследования.
Среди множества объектов регулирования в теплоэнергетике, как и в других отраслях промышленности, можно выделить особый класс объектов - объектов с интегрирующей составляющей в передаточной функции их модели. При действии ступенчатого возмущения на такой объект изменение регулируемой величины с течением времени не прекращается, не «выравнивается» на каком-то новом установившемся значении. Поэтому такие объекты часто называют объектами «без самовыравнивания». Можно выделить два типа таких объектов: естественные -уровни жидкости в баках, регулируемые расходом подачи или слива жидкости в/из них, и эквивалентные объекты, получаемые за счет обратных связей в многосвязных автоматических системах регулирования (АСР).
В подавляющем большинстве случаев для регуляторов уровня жидкости используют АСР с дополнительным сигналом обратной связи по указателю положения (УП) регулирующего клапана (РК) или расходу жидкости, который изменяется при помощи этого РК. Такая традиционная схема имеет ряд недостатков, и к настоящему времени предложен (и применяется) ряд альтернативных схем АСР уровня жидкости, что представляет интерес для изучения.
При определенном построении многосвязной системы автоматического управления мощностью (САУМ) паросилового энергоблока, когда небаланс по мощности устраняется быстродействующим турбинным регулятором мощности (ТРМ), а по давлению острого пара - котельным регулятором давления (КРД), объект для КРД тоже становится объектом без самовыравнивания. Поскольку такая схема САУМ позволяет достичь высокого качества регулирования, ее исследование представляет значительный интерес при современных требованиях к системам управления энергоблоков, участвующих в регулировании частоты и мощности [1], [2].
Степень разработанности темы исследования.
Большая часть научной литературы по теории автоматического регулирования (ТАУ) и ее приложению в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) в теплоэнергетике посвящена объектам с самовыравниванием [3] - [24]. В то же время, методы построения АСР интегрирующих объектов и расчета их параметров имеют свою специфику, которая еще недостаточно изучена.
Для АСР уровня на практике в большинстве случаев применяется упомянутая выше традиционная схема. До сих пор не проводилось полномасштабных исследований по ее сравнению с альтернативными схемами и сравнению альтернативных схем между собой. Кроме того, для большинства схем построения АСР не существует формализованного метода расчета их параметров. Поэтому для сравнительного анализа различных вариантов АСР уровня по одинаковым критериям и с одинаковыми ограничениями необходимо адаптировать методы настройки для применяемых схем и разработать вновь для альтернативных.
К настоящему времени проведено много исследований по реализации многосвязных систем управления мощностью энергоблока. Большинство внедренных схем САУМ энергоблоков с прямоточными котлами построены так, чтобы избежать появления в них эквивалентных интегрирующих объектов. В то же время, в литературе трудно встретить публикации по изучению динамических свойств САУМ, построенной по схеме с независимыми ТРМ и КРД, в которой возникает эквивалентный объект без самовыравнивания, методам расчета параметров ее настройки, в особенности для прямоточных котлов, и, тем более, по их промышленному внедрению.
Цели и задачи.
Повышение точности поддержания технологических параметров в АСР уровня жидкости и САУМ путем изучения динамических свойств различных схем регулирования, их сравнительного анализа, совершенствования методов расчета параметров настройки и промышленного внедрения полученных результатов.
Научная новизна.
- предложен формализованный подход к выбору времени фильтрации реального дифференциатора в алгоритмах регулирования, содержащих Д-составляющую;
- разработан метод расчета параметров настройки ПИ-регулятора с дополнительным дифференцированием регулируемой величины, исходя из минимума квадратичного или линейного интегрального критерия, при ограничении на корневой показатель колебательности, а также при реализационных и технологических ограничениях по изменению регулирующего воздействия;
- проведены исследования динамических свойств различных вариантов схем АСР уровня жидкости в частотной и временной областях, их сравнительный анализ и доказаны преимущества одноконтурной АСР уровня жидкости с дополнительным дифференцированием регулируемой величины при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
- проведены исследования динамических свойств САУМ с ведущей турбиной и предвключенным дифференциатором на КРД в частотной и временной областях и доказаны преимущества данной схемы при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки.
Теоретическая и практическая значимость работы.
- разработана имитационная модель релейно-импульсного ПИ-регулятора, состоящего из релейно-импульсного ПД-преобразователя, реализованного в цифровом контроллере, и исполнительного механизма постоянной скорости;
- разработана имитационная модель САУМ энергоблока с прямоточным котлом;
- на основании разработанных методов расчета параметров настройки различных вариантов АСР уровня реализованы соответствующие алгоритмы с использованием программного пакета Mathcad;
- на основании разработанных методов расчета параметров настройки САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД реализованы соответствующие алгоритмы с использованием программного пакета Mathcad, с учетом особенностей снятия динамических характеристик на энергоблоках с барабанными и прямоточными котлами;
- теоретически и практически доказана эффективность схемы АСР уровня жидкости с дополнительным дифференцированием регулируемой величины без сигналов обратной связи по УП РК или расходу жидкости при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
- теоретически и практически доказана эффективность схемы АСР уровня воды в барабане котла без использования сигнала по расходу острого пара;
- теоретически и практически доказана эффективность схемы САУМ с ведущей турбиной и предвключенным дифференциатором на КРД, в том числе для прямоточных пылеугольных и газомазутных энергоблоков при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
- осуществлены многочисленные внедрения на промышленных объектах АСР уровня жидкости и САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД с использованием разработанных методов настройки и дана оценка их эффективности.
Методология и методы исследования
В основу работы положен сравнительный анализ динамических свойств различных схем АСР, настроенных по одинаковым критериям качества и с учетом
одинаковых ограничений. По результатам этого анализа были сделаны выводы о преимуществах и недостатках тех или иных вариантов построения АСР. На основании полученных выводов были выбраны наиболее эффективные схемы для их дальнейшей апробации в промышленных условиях, после чего была произведена их окончательная оценка.
Положения, выносимые на защиту
1) При расчете параметров настройки автоматического регулятора следует учитывать реализационные и технологические ограничения по величине регулирующего воздействия, что выражается в виде ограничения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) замкнутой системы регулирования по каналу «регулируемый параметр» ^ «регулирующее воздействие». Данное ограничение позволяет в том числе формализовать выбор времени фильтрации в Д-составляющей алгоритма регулирования;
2) Для АСР уровня жидкости наиболее эффективной является схема ПИ-регулятора с дополнительным дифференцированием регулируемой величины (схема с предвключенным дифференциатором). При этом можно исключить сигнал по расходу пара в АСР уровня воды в барабане котла без потери качества регулирования;
3) Для точного поддержания заданной нагрузки паросилового энергоблока при сохранении заданного качества регулирования давления пара перед турбиной наиболее эффективной является схема САУМ с независимым быстродействующим турбинным ПИ-регулятором мощности и котельным регулятором давления пара, состоящим из ПИ-регулятора и предвключенного дифференциатора, настроенного по специальной методике для данного типа объектов.
Степень достоверности и апробация результатов
Для исследований были выбраны типовые объекты с динамическими характеристиками, полученными экспериментальным путем: на пылеугольных и
газомазутных паросиловых энергоблоках различного типа мощностью от 200 до 325 МВт и парогазовых установках мощностью от 190 МВт до 410 МВт, т. е. охвачен широкий спектр объектов регулирования в рассматриваемом классе, поэтому можно судить о высокой степени достоверности полученных результатов и их применимости в АСУТП энергетики.
Результаты исследований подтверждены их внедрением на промышленных объектах (около 50 АСР и САУМ на 14 электростанциях).
1 Обзор автоматических систем регулирования уровня жидкости и систем
управления мощностью на энергоблоках 1.1 Автоматические системы регулирования уровня жидкости
1.1.1 Особенности построения автоматических систем регулирования
уровня жидкости
Рассмотрим типичный интегрирующий объект регулирования на примере уровня воды в барабане высокого давления котла-утилизатора П-142 в составе парогазовой установки ПГУ-190 Новомосковской ГРЭС.
Передаточная функция объекта по главному каналу «возмущение регулирующим питательным клапаном - уровень воды в барабане», аппроксимированная по экспериментальной переходной характеристике:
^-л (1)
ГЛЧУ 10-5 (1 + 305) 4 '
где - оператор Лапласа1.
На рис. 1 (кривая а) показана область параметров настройки ПИ-регулятора для объекта без самовыравнивания (1) с заданной степенью затухания у>0.9 в координатах ^ - kp/Ти, где ^ и Ти - коэффициент усиления и постоянная времени интегрирования регулятора. На этом же рис. 1 (кривая б) - область заданного
затухания (ОЗЗ) 0.9 для аналогичного объекта с самовыравниванием -
2
инерционного звена второго порядка с запаздыванием , имеющего такую же скорость разгона и такое же положение точки перегиба переходной характеристики, как у объекта (1) [4]. На рис. 2 - комплексные частотные характеристики (КЧХ) этих объектов (кривые а и б), и КЧХ соответствующих разомкнутых систем с ПИ- регуляторами (кривые в и г).
Как видно из рис. 1, область запаса устойчивости (а) во много раз меньше области (б). Поэтому в отличие от объектов с самовыравниванием для
1 При аппроксимации модели объекта значения уровня были приведены к относительным единицам, при этом за 100% изменения регулируемого параметра было принято 10% шкалы его измерения.
2 Передаточная функция сравниваемого объекта с самовыравниванием: М/а(5) = (1+8 55)2
интегрирующих объектов одноконтурная схема с ПИ-регулятором, как правило, не удовлетворяет предъявляемым требованиям к качеству регулирования.
0.04
0.02
0
б/
а)
0
kp
0.2 0.4 0.6 0.8
Рисунок 1. Области заданного запаса устойчивости системы с ПИ-регулятором для объектов: а) без самовыравнивания, б) с самовыравниванием.
Рисунок 2. КЧХ объекта: а) без самовыравнивания, б) с самовыравниванием. КЧХ разомкнутой системы с ПИ-регулятором и объектом: в) без самовыравнивания г) с самовыравниванием.
Такая малая ОЗЗ системы с объектом без самовыравнивания объясняется тем, что интегрирующая составляющая «разворачивает» его КЧХ по часовой стрелке в третий квадрант комплексной плоскости. Кривая КЧХ интегрирующего объекта (рис. 2а) по сравнению с кривой КЧХ «обычного» неинтегрирующего объекта (рис. 2б) лежит ближе к М-окружности, которая характеризует границу запаса устойчивости в плоскости КЧХ (см. [3]). В данном примере КЧХ объекта (1) даже пересекает эту границу. Наличие же в алгоритме ПИ-регулятора еще одной И-составляющей дополнительно ухудшает условия соблюдения заданного запаса устойчивости, еще больше «разворачивая» КЧХ разомкнутой системы по часовой стрелке, внутрь М-окружности. Чтобы «вывести» КЧХ разомкнутой системы (рис. 2в) за пределы М-окружности необходимы значения ^<<1, при минимальной интенсивности И-составляющей регулятора Ти^тах. Причем набор комбинаций параметров kp-Ти весьма ограничен.
Таким образом, очень малая область заданного затухания параметров настройки ПИ-регулятора для объекта без самовыравнивания объясняется наличием в системе двух И-составляющих. Поэтому АСР таких объектов оснащают различными дополнительными элементами, снижающими воздействие интегральной составляющей ПИ-регулятора, «превращающими» его в П-регулятор (введение дополнительной обратной связи по УП РК или расходу жидкости через РК), либо компенсирующими вредное влияние интегральной составляющей объекта, «выравнивающими» объект (дифференцирование регулируемой величины).
1.1.2 Схемы АСР уровня жидкости
1.1.2.1 Технологический объект управления
Рассмотрим объект управления на примере функциональной схемы регулирования уровня в барабане котла (рис. 3) [25], [26]. Основным регулируемым параметром является уровень L, который должен поддерживаться АСР равным заданному значению Lзд.
Рисунок 3. Функциональная схема АСР уровня в барабане котла.
Регулирующим воздействием служит изменение положения РК, измеряемое указателем положения (УП), которое приводит к изменению расхода питательной воды Жив, поступающей в барабан. Одним из внешних возмущений, влияющих на регулируемый параметр L, является изменение расхода острого пара D в паровую турбину.
Поскольку рассматриваемые далее схемы построения АСР применимы не только к АСР уровня в барабане, в дальнейшем для унификации приняты обозначения, показанные на рис. 3 в скобках: регулируемый параметр - у, задающее воздействие - и, опережающий сигнал (в данном случае по Жш) -сигнал контролируемого внешнего возмущения (в данном случае по D) - Л,внеш и регулирующее воздействие - ^.
Динамические характеристики объекта управления описываются передаточными функциями по главному каналу ^^у Жгл(я), опережающему каналу Жоп($) и каналу возмущения расходом пара Авнеш^у Влияния входных
воздействий на объект регулирования через эти передаточные функции показаны на рис. 3 пунктирными линиями.
1.1.2.2 АСР уровня с обратной связью по УП
На ряде объектов регулирования уровня (в регенеративных и сетевых подогревателях, маслобаках, охладителях дренажей и расширительных баках, газоохладителях и т. п.) нет измерений по расходу жидкости на линии РК, а также сигналов, характеризующих возмущающее воздействие. Функциональную схему АСР в этом случае можно рассматривать как частный случай схемы, изображенной на рис. 3, с наличием сигналов от объекта только по регулируемому параметру у и УП РК на который воздействует АСР. К таким объектам относятся регенеративные и сетевые подогреватели, пароохладители, расширители, маслобаки, баки управляющей и охлаждающей жидкостей, а также барабаны котлов в пусковых режимах, когда измерения расходов воды и пара недостоверны).
Самой распространенной для подобных объектов является схема АСР с обратной связью по УП, изображенная в виде динамических звеньев на рис. 4. В ней дополнительно с сигналом рассогласования е между и и у на вход регулятора с передаточной функцией Wp(s) поступает сигнал отрицательной обратной связи по положению РК, т. е. регулирующему воздействию ^ с коэффициентом ац.
Рисунок 4. АСР уровня с обратной связью по УП.
Передаточная функция идеального ПИ-регулятора (без учета ограниченного времени хода исполнительного механизма РК и других нелинейностей) описывается формулой:
Ги5
Запишем передаточную функцию замкнутого внутреннего контура по УП:
ФЦ£(Ю =
— = ЖЭКВ(5)
К., ^
(3)
При малых значениях постоянной времени регулятора Ти^0, что характерно для быстродействующей системы регулирования, какой является замкнутый контур по УП (см. [27]), эта передаточная функция вырождается в статическое звено с коэффициентом пропорциональности 1/а^. Таким образом, замкнутый контур по УП по отношению к внешнему контуру через Жгл($) по главному регулируемому параметру у приближенно можно считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом кэквр =1/ац.
1.1.2.3 АСР уровня с обратной связью по расходу жидкости
Если доступно измерение по расходу жидкости на линии РК, на который он воздействует (в примере на рис. 3 это расход питательной воды Жпв), то этот сигнал можно завести в АСР вместо сигнала по УП (см. рис. 5). На этом рисунке он обозначен как опережающий сигнал г.
г--------------_________
Wр(s) т
*
<8>4-
Wоп(s)
Wин(s)
Г'
А
L
2
У
Е
а
2
Рисунок 5. АСР уровня с обратной связью по расходу воды. Передаточная функция опережающего участка ¡^г, как правило, представляет собой малоинерционный объект первого порядка:
^оп(^) = Т^Н , (4)
где и Топ - коэффициент усиления и постоянная времени опережающего участка. При этом главный участок является последовательным соединением
опережающего и инерционного участка объекта, чья передаточная функция определяется формулой:
= ЮМ/ЩоМ . (5)
Аналогично (3), с учетом (4), при малых значениях Ти^0 и Топ^0, замкнутый внутренний контур по расходу питательной воды приближенно можно
считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом кэквр = 1/аг по отношению к эквивалентному объекту
Данная схема имеет преимущество по отношению к схеме с обратной связью по УП (рис. 4) в том, что она позволяет «перехватывать» внутренние возмущения через опережающий участок Хоп, контролируемые сигналом z (является схемой с компенсацией возмущения). В АСР уровня в барабане таким возмущением может быть изменение расхода питательной воды через РК вследствие, например, отключения одного из питательных насосов.
1.1.2.4 Трехимпульсная АСР уровня
Развитием схемы с обратной связью по расходу питательной воды (рис. 5) можно считать трехимпульсную схему регулирования уровня (см. рис. 6).
Она отличается от предыдущей наличием сигнала по расходу пара, обозначенному на схеме как сигнал контролируемого внешнего возмущения Хвнеш, с коэффициентом ах на входе регулятора. Это позволяет компенсировать не только возмущения Хоп, контролируемые сигналом z, но и возмущения, ведущие к изменению расхода пара Хвнеш, такие как изменение положения РК турбины, топочные возмущения и пр.
Данная схема обычно используется в АСР уровня в барабане котла в номинальных режимах. Она часто рассматривается как схема с внутренним быстродействующим контуром поддержания баланса расходов питательной воды и острого пара. Тогда, как и в предыдущей схеме, этот контур является эквивалентным П-регулятором для эквивалентного объекта с
коэффициентом кЭКВр =1/аг, но его регулирующим воздействием является не расход
питательной воды, а изменение баланса контролируемых расходов воды и пара
(Хвнеш--^.
Рисунок 6. Трехимпульсная АСР уровня.
Все три схемы АСР, описанные выше, обладают одним существенным недостатком, присущим АСР с П-регуляторами - наличием статической ошибки регулирования при действии неконтролируемых внутренних или внешних возмущений.
1.1.2.5 Трехимпульсная АСР с дополнительным интегрированием
небаланса по уровню
Одним из способов устранения упомянутой выше статической ошибки регулирования эквивалентного П-регулятора в трехимпульсной АСР является ввод дополнительного сигнала по интегралу от ошибки регулирования уровня е [28] -см. рис. 7.
Поскольку при малых Ти и Топ внутренний замкнутый контур по г можно приближенно считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом кэквр> =1/аг, с учетом дополнительного интегрирования передаточная функция замкнутого контура по каналу е^ г представляет собой:
Ф2£(*)= + ^ , (6)
'и Л
где Тиэкв - постоянная времени дополнительного интегрирования. Таким образом, замкнутый контур Фге(я) по отношению к основному контуру с объектом Жмн(я) является эквивалентным ПИ-регулятором. При малых значениях постоянной времени опережающего участка Топ^0 передаточная функция инерционного
участка близка к передаточной функции главного участка Жин($)~ЖгЛ(?)/коп. Поэтому эта схема эквивалентна одноконтурной АСР с ПИ-регулятором и компенсацией возмущений, контролируемых сигналами г и Хвнеш.
аА
^оп
ф-
Wр(s) W0п(s) 2 ' _ 1 .. W„н(s)
1
Wл(s)
Рисунок 7. Трехимпульсная АСР с дополнительным интегрированием небаланса по уровню.
Область запаса устойчивости параметров настроек эквивалентного регулятора для объекта Жин($) мало отличается от области для объекта Жин($) на рис. 1а, т. е. довольно мала. Поэтому при действии неконтролируемых возмущений, таких как изменения расхода на непрерывную продувку, расхода питательной воды, не контролируемых сигналом г, расхода воды на впрыски, давления пара в барабане и др., качество поддержания у может быть неудовлетворительным.
1.1.2.6 АСР уровня с исчезающей обратной связью по расходу жидкости
Широкое применение нашли схемы с исчезающей обратной связью по расходу жидкости с применением сложного дифференциатора п-го порядка (см. рис. 8). В случае трехимпульсной АСР исчезающими становятся сигнал по расходу питательной воды г и сигнал по расходу пара Хвнеш.
Эта схема отличается от обычной (рис. 6) тем, что вместо статических коэффициентов на сигналах по расходу питательной воды и пара а2 и ах применяются сложные дифференциаторы с передаточными функциями вида:
1
= кдш2
и
1 -
(1 + Гд.Л5)П
(7)
(8)
к
и
У
Е
1/Т„^ -
а
z
где ^ и ^.х - коэффициенты усиления, Тд 2 и ТАх - постоянные времени, п -порядок сложных дифференциаторов на сигналах по расходам питательной воды (7) и пара (8).
Рисунок 8. Трехимпульсная АСР уровня с исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара.
В [28] рассматриваются схемы АСР с применением сложных дифференциаторов на дополнительных сигналах из промежуточных точек объекта регулирования и показано, что передаточная функция эквивалентного регулятора инерционного контура, образованного замкнутым контуром опережающего участка Фге^), при п=1 представляет собой передаточную функцию ПИ-регулятора, при п=2 - ПИД-регулятора, при п=3 - ПИДД2-регулятора и т.д. Т. о. при значениях п>2 в алгоритме эквивалентного регулятора появляются Д-составляющие, которые могут скомпенсировать вредное влияние И-составляющих объекта и регулятора, т. е. АСР, с одной стороны, работает без статической ошибки регулирования, и с другой - с достаточной эффективностью при сохранении заданного запаса устойчивости.
1.1.2.7 АСР с дополнительным дифференцированием основного
регулируемого параметра
Как уже упомянуто, Д-составляющая в алгоритме регулятора компенсирует вредное влияние И-составляющей, поэтому целесообразно рассмотреть применение схемы с дополнительным дифференцированием регулируемой величины, как показано на рис. 9 [29].
Рисунок 9. АСР уровня с дополнительным дифференцированием регулируемой величины.
В этой схеме кроме сигнала по основному регулируемому параметру у в ПИ-регулятор поступает производная по у, сформированная в реальном дифференциаторе с передаточной функцией Жд^):
иа*) = к
1 -
1 + Гф5
1 _ № (9)
1 + ТфБ '
где ^ - коэффициент дифференцирования, Тф - постоянная времени фильтрации реального дифференциатора.
Передаточную функцию полученного эквивалентного регулятора представляет собой:
№рэкв
р V Ги5 1+Гф^ Р \ Ти5 1+ТфЗ Ти(1+Тф5)У 4 7
можно преобразовать в передаточную функцию реального ПИД-регулятора -т.е. аналогичная схема получается заменой ПИ-алгоритма на ПИД-алгоритм регулирования. Однако решение рис. 9. в данном случае предпочтительней, поскольку зачастую добавить 1 элемент к существующей схеме технически проще, чем произвести замену элементов. Кроме того, в отличие от стандартной одноконтурной схемы с ПИД-регулятором3 в схеме на рис. 9 через дифференциатор
3 Следует отметить, что в современных программно-технических комплексах есть возможность дифференцирования в ПИД-регуляторе только регулируемого параметра, а не всего небаланса.
проходит только сигнал регулируемого параметра у, а не весь небаланс б, поэтому при скачкообразном изменении задания и исключено действие производной в алгоритме регулирования в начальный момент, которое привело бы к нежелательному в этом случае перерегулированию по
1.1.2.8 АСР уровня с дополнительным дифференцированием сигнала по уровню и исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара
На рис. 10 показана схема на примере АСР уровня в барабане, представляющая собой комбинацию схем рис. 8 и рис. 9.
Рисунок 10. Трехимпульсная АСР уровня с дополнительным дифференцированием сигнала по уровню и исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара.
При п=1 в Жд.г^) внутренний контур Ф2Б(8) по отношению к основному параметру у является эквивалентным ПИ-регулятором (а с учетом дифференцирования в Жд(х) - ПИД-регулятором (10)), и схема на рис. 10 идентична схеме на рис. 9. Дополнительно к схеме рис. 9 данная схема АСР обеспечивает «перехват» внутренних возмущений через опережающий участок Л,оп, контролируемых сигналом г.
При п=2, внутренний контур ФгБ(я) с учетом дополнительного дифференцирования в Жд^) образует эквивалентный ПИДД2-регулятор, при п=3 -ПИДД2Д3 и т.д.
1.2 Автоматические системы управления мощностью паросилового
Похожие диссертационные работы по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК
Повышение эффективности работы барабанных котлов путем совершенствования систем автоматического регулирования основных технологических параметров2004 год, кандидат технических наук Ничепуренко, Сергей Васильевич
Совершенствование алгоритмов оценки адекватности экспериментальных математических моделей теплоэнергетических объектов управления2000 год, кандидат технических наук Агафонова, Надежда Александровна
Исследование дискретности управляющих воздействий в электроэнергетике1998 год, кандидат технических наук Балаков, Павел Юрьевич
Нейросетевые модели систем автоматического регулирования промышленных объектов2003 год, кандидат технических наук Широков, Роман Викторович
Разработка метода химического контроля на основе измерений электропроводности и рН и совершенствование систем обеспечения водно-химического режима на ТЭС2017 год, кандидат наук Ларин, Андрей Борисович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жигунов Василий Викторович, 2017 год
НщУ -
и
ч
ИЛ
540
0 600
t, сек.
Рисунок 72. Экспериментальные и аппроксимирующие переходные характеристики объекта САУМ бл. 3 Харанорской ГРЭС при возмущении Цн(ИТ): а) по давлению пара перед турбиной ур (Р \); б) по нагрузке энергоблока yN N
На рис. 74 и 75 показан расчет настроек КРД с предвключенным дифференциатором в программном пакете Mathcad для схемы, построенной в соответствии с рис. 16. (см. гл. 1.2.2.2).
1
2
1
эксп
1.4
1.26 1.12 0.98 0.84 0.7 0.56 0.42 0.28 0.14 0
- 0.14
0
60
120
180
240
300
360
420
480
hN, эксп ((), hN(t), %
3
2.7
2.4 2.1
1.8
1.5 1.2 0.9 0.6 0.3
0
- 0.3
0
60
120
180
240
300
360
420
480
ир0), %
6
а) ир0) ц ьГ
- — V
/ 1А - '
/
/1»
J )гУ
5.4 4.8 4.2 3.6 3
2.4 1.8 1.2
0.6 0
- 0.6
540 600 t, сек.
ир(^, %
6
б) ир0) лЛУ
7> /
hN(
4
. < /V
II гМ 1
\аШ1 'К
"Гу*
5.4 4.8 4.2
3.6 3
2.4 1.8 1.2
0.6 0
0.6
540 600 t, сек.
Рисунок 73. Экспериментальные и аппроксимирующие переходные характеристики объекта САУМ бл. 3 Харанорской ГРЭС при возмущении Цр: (р) и включенном ТРД «до себя»: а) по положению регулирующих клапанов турбины ин (И); б) по нагрузке энергоблока yN N.
В начале расчета (см. рис. 74) по формулам (48) и (49) определяются передаточные функции Жрр^), Жт^). Определять вид этих передаточных функций в явном виде нет необходимости, однако для контроля правильности
аппроксимаций и расчетов построены соответствующие им переходные характеристики. Как и ожидалось, они имеют вид инерционных звеньев с запаздыванием, причем реакция объекта по каналу уN несколько отстает от реакции по каналу что объясняется дополнительной инерционностью,
возникающей в промежуточном пароперегревателе и в турбогенераторе.
Далее расчет ведется методом, описанным в гл. 2.2, и не отличается от представленного на рис. 46 и 47.
Для правой части выражения (25), определяющего величину максимально допустимого единовременного изменения регулирующего воздействия при максимально возможном отклонении регулируемой величины, принято значение 5 %/% (при максимально допустимом ступенчатом отклонении давления острого пара уртах= 10% максимально допустимое ступенчатое воздействие на задатчик расхода топлива ^Гтах=50%):
кр(Тф) • [1 + *д(7ф)] = ^ = 50%-% « 5 (52)
УРтах 1и
В отличие от рассмотренного в гл. 2.2 примера, этого значения не удалось достичь, варьируя только значением Тф дифференциатора: получаемые значения kp(1 +^ц) при этом всегда не менее 9.5). Поэтому для выполнения условия (52) были приняты дополнительные ограничения по максимально возможным значениям коэффициентов передачи и дифференцирования kp,max и шх - см. начало расчета на рис. 75.
В результате расчета получены следующие параметры настройки КРД: ^КРд=1.3, Ти,КРд=91 сек., ^=2.93, Тф=120 сек.
Область заданного запаса устойчивости для КРД при полученных ^ и Тф показана внизу рис. 75. Значение выбранного kp)кpд на границе запаса устойчивости отмечено красным крестом. Оно удовлетворяет условию (52) при заданном ^ и ниже оптимального значения ^>Крд, которое можно было бы установить при отсутствии ограничения (24).
Рисунок 74. Mathcad-документ. Расчет КРД с предвключенным дифференциатором в составе САУМ бл. 3 Харанорской ГРЭС (начало).
Тф:=120 кд.тах:=3 кртах^1'3 200
ОрШгши^Тф^ ;=
12шш <— К)"'
к 91с
, , д. шах д. тах
10Г кё € -,--кптях
к к дтах
1ог и)
штах 2штах
к к кр <- кр^ш.ЫДф)
1а«- Ц(ш,ка,Тф)
Ьгеак И кр > кртах
оШегтояе
к1
12 12_Х(кр,й,кс1Дф)
(Кр <— кр ТИ <- и Кд к<1 12тт 12 шрсз <— ш ^ if к1 > 0 л 12 < 12тшп Т
(Кр Ти Кд 12Ш1П шрез
()рг := ОрйшишГТф^ Ор^ = 1.297
12:= ОрЦ = 8.725
ТИ := Ор1| - 90.92 ^рез := °Р14 ~ 6'5 х 10~
кд Ор12 = 2.925
У(1+кд)
- 5.089
и? 2ш тах тах
тах
Расширенная КЧХ р.с.
кр/Ти
0.5
■0.5
1 0.04
0.03
г о
0.02
0.01
1.5 - 1 Яе
■0.5 0 0
4 кр
дифференциатором в составе САУМ бл. 3 Харанорской ГРЭС (окончание).
2
4.2.2.3 Графики процессов регулирования и их анализ
После включения ТРМ и КРД в составе САУМ с рассчитанными параметрами настройки для контроля их работы были нанесены ступенчатые возмущения задатчиком Рзд - см. рис. 76. Возмущения наносились в 18:20 (АРзд=-5кгс/см2) и в 18:34 (АР зд=+5кгс/см2) В обоих случаях КРД обеспечил переход Р \ со степенью затухания, близкой к заданной.
После проверки качества работы КРД при возмущении заданием АРзд были проведены испытания всей САУМ на предмет удовлетворения условиям готовности к ОПРЧ [2], а также дополнительным требованиям, описанными в гл. 4.2.2.1, связанными с недопущением останова оборудования при больших возмущениях по частоте сети.
На рис. 77 показан переходный процесс в САУМ при изменении задания по нагрузке вниз на 10% от установленной мощности (А^д=-22.5 МВт). Энергоблок вышел на новую заданную мощность приблизительно за 30 сек (при требуемых 6 мин.), а половина изменения N произошла за 15 сек (с запасом соответствует требованиям [2]). Такой же опыт был проведен при возмущении вверх (см. рис. 78). В данном эксперименте РК турбины полностью открылись в начальный период переходного процесса (примерно с 11:21 по 11:24). При этом исчезла технологическая возможность реализации аккумулированного в котле тепла для более быстрого изменения нагрузки блока. Тем не менее, переход на заданную нагрузку произошел за 3.5 минуты, а половина изменения N произошла за 15 сек, что с запасом соответствует требованиям [2].
Испытания САУМ на соответствие дополнительным требованиям при экстремальных изменениях частоты производились в 2 этапа. Сначала были поданы возмущения задания по мощности вверх и вниз на 15% от установленной (№зд=±33.75 МВт) - см. рис. 85. Затем - вверх и вниз на 20% от установленной мощности (№зд=±45 МВт) - см. рис. 80. Во всех случаях переходные процессы происходили с заданным запасом устойчивости, основные технологические параметры находились в рамках допустимых значений, а максимальное время
перехода энергоблока на новую заданную нагрузку даже при 20% возмущении по заданной мощности и действии технологических ограничений не превышало 6 мин.
На рис. 81 представлен суточный график изменения технологических параметров под действием САУМ при плановом изменении мощности. Отклонение текущей нагрузки энергоблока N от заданной Кзд составляет не более 1 МВт, а отклонение давления острого пара перед турбиной Р 'т от заданного Рзд - не более 2.5 кгс/см2.
По результатам испытаний, а также пассивных наблюдений за поддержанием технологических параметров в автоматическом режиме был сделан вывод о том, что САУМ бл. 3 Харанорской ГРЭС с запасом отвечает предъявляемым к ней требованиям
ТРМД
95
КРМ N NaaH Р Раин
90
85
80
75
70
65
60
55
50 J
6000 ; 50 : ' 220 - ' 220 : ' 140 - ' 140 -
5800-
40- 210 - 210-
5600- 135 - 135 -
5400 ■ 30- 200 ■ 200 ■
130 ■ 130-
5200 ■
20- 190 ■ 190-
5000-
125 ■ 125 ■
4800- 10- ISO - 180-
4600-
0- 170 - 170 - 120 - 120 -
4400 ■
4200 ■ -10- 160 ■ 160 ■
115- 115 -
4000 ■
-20- 150 - 150-
3800-
11U- 11U-
3600- -30- 140 - 140-
3400 ■ 105 - 105 -
-40- 130 ■ 130 ■
3200 ■
3000- ■50- 120 - 120- 100 - 100 -
30.08.14 17:56:38
18:01:38 18:06:38 18:11:38 18:16:38 18:21:38 18:26:38 18:31:38 18:36:38 18:41:38 18:46:38
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД ProcessValueArchive\30MKA01DE001A/PID. LMN 81.0 30.08.14 18:45:47.984
КРМ ProcessValueArchive\30D]Y00DE701/PID. LMN -7.2 30.08.14 18:45:48.984
N ProcessValueArchive\30MKA10CE903 204,7 30,08,14 18:45:48,984
N3flH ProcessValueArchive\30MKA10DE702/SWF.QV_LMN 205,0 30,08,14 18:45:48,984
Роп ProcessValueArchive\30LBA93CP901 130.2 30.08.14 18:45:48.984
Рздн Process Value ArcNve\30MAA00DP703/SWF ,QV_LMN 129,5 30,08,14 18:45:48,984
I—4
00
Рисунок 76. Харанорская ГРЭС, бл. 3. Испытания КРД в составе САУМ нанесением ступенчатых возмущений АРзд=±5 кгс/см2.
I—4
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД ProcessValueArcNve\30MKA01DE001A/PID.LMN 84,9 31,08,14 10:21:16.984
31,08,14 10:21 16.984
КРМ ProcessValueArchive\30D]Y00DE701/PID, LMN -59,0 31,08,14 10:21 16.984
N ProcessValueArcNve\30MKA10CE903 199.7 31,08,14 10:21 16.984
№дн Process ValueArcNve\30MKA 10DE702/SWF, QV_LMN 223.0 31,08,14 10:21 16.984
Роп ProcessValueArcNve\30LBA93CP901 137.5 31,08,14 10:21 16.984
Рздн Process ValueArcNve\30MA A00DP703/SWF, QV_LMN 125.0 31,08,14 10:21 16.984
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД Process ValueArcNve\30MK A01DE001A/PID, LMN 97.9 31,08,14 11:21:37,984
31,08,14 11 21 37,984
КРМ ProcessValueArchive\30DJY00DE701/PID.LMN 3.0 31.08.14 11 21 37.984
N ProcessValueArchive\30MKA10CE903 217.9 31.08.14 11 21 37.984
№дн ProcessValueArcNve\30MKA 10DE702/SWF, QV_LMN 223,0 31,08,14 11 21 37,984
Роп ProcessValueArcNve\30LBA93CP901 122,9 31,08,14 11 21 37,984
Рздн ProcessValueArchive\30M AA00DP703/SWF, QV_LMN 130,0 31,08,14 11 21 37,984
ТРМД
КРМ N NsflH Р Рздн
100 : 6000 : 5800- 70 : 60- ' 230 - 230 : 140 ; ' 140 -
95 ■ 5600- 50- 220 ■ 220- 135- 135-
90- 5400- 4П ■ 210- 210-
5200- 3020- 130 - 130 -
85- 5000- 200- 200- 125- 125 ■
80- 48004600- 10- 190- 190-
75- 4400- 0-■ю- 180- 180- 120- 120-
70- 42004000- -20- 170- 170- 115- 115-
65- -30- 160- 160-
3800- 110- 110-
60- 36003400- -40-50- 150- 150- 105- 105-
55- 3200- ■60- 140- 140-
50- 3000- -70- 130- 130- 100- 100-
31.08.14 12:18:00
12:20:00
12:22:00
12:24:00
12:26:00
12:28:00
12:30:00
12:32:00
12:34:00
12:36:00
12:38:00
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД ProcessValueArchive\30MKA01DE001A/PID.LMN 85.7 31.08.14 12:21:26,984
КРМ Process ValueArchive\30D]Y00DE70 l/PID.LMN -60,0 31.08.14 12:21 26,984
ы ProcessValueArchive\30MKA10CE903 188,8 31.08.14 12:21 26,984
№ДН ProcessValueArchive\30MK A10DE702/SWF, QV_LMN 223,0 31.08.14 12:21 26,984
Роп ProcessValueArchive\30LEiA93CP901 140.1 31.08.14 12:21 26.984
Рздн ProcessValueArchive\30MAA00DP703/SWF.QV_LMN 125,0 31.08.14 12:21 26,984
ТРМД КРМ N NsflH Р Рздн
100 : 6000 5800- 70 ; 60- ' 230 - ■ 230 ; ■ 140 - 140 -
85- 5600- 50- 220 220 135 - 135 -
80- 5400- 40- 210- 210-
5200- 3020- 130- 130-
85- 5000- 200 ■ 200 ■ 125 - 125
80- 48004600- 10- 1Э0- 190 ■
75- 4400- 0-■ю- 180- 180- 120- 120-
70- 42004000- ■20- 170 - 170 - 115- 115
65- -30- 160- 160-
3800- 110- 110-
60- 36003400- -40-50- 150 - 150 - 105 - 105
55- 3200- -GO- 140 ■ 140 -
50- 3000- -70- 130- 130- 100- 100-
31.08.14 15:16:00 15:18:00 15:20:00 15:22:00 15:24:00 15:26:00 15:28:00 15:30:00 15:32:00 15:34:00 15:36:00
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД ProcessValue Archive\30MKA01DE001A/PID, LMN 98,1 31,08,14 15:21:39,934
КРМ ProcessValueArchive\30DJY00DE701/PID,LMN 6,4 31,08,14 15:21:39,934
N ProcessValueArchive\30MKA10CE903 210,0 31,08,14 15:21:39,984
№ДН ProcessValueArcNve\30MKA10DE702/SWF.QV_LMN 225,0 31,08,14 15:21:39,934
Роп ProcessValueArchive\30LBA93CP901 119,7 31,08,14 15:21:39,934
Рздн Process ValueArchive\30M A A00DP703/SWF, QV_LMN 132,5 31,08,14 15:21:39,934
ТРМД 100
95
КРМ N Издн Р Ради
90
85
80
75
70
65
60
55
50-1
6000 ; 5800- 70 ; 60- " 230 - ' 230 - " 140 - " 140 -
5600- 50- 220- 220- 135- 135-
5400 ■ 4П ■ 21 □ ■ 210-
5200 ■ 30- 200- 200- 130- 130 ■
50004800- 2010- 190- 190- 125- 125-
4600-
0- 180- 180- 120- 120-
4400- -10-
42004000- ■20- 170- 170- 115- 115-
3800 ■ ■30- 160- 160- 110- 110-
3600- ■40- 150- 150-
3400- -50- 140- 140- 105 ■ 105-
3200- -60-
3000- ■70- 130- 130- 100- 100-
09.09.14 9:28:22 11:52:22 14:16:22 16:40:22 19:04:22 21:28:22 23:52:22 2:16:22 4:40:22 7:04:22
9:28:22
1-* (Л
СО
Тренд Связь с тегом Значение Дата/Время
ТРМД Ргосе=5Уа1ие АгсЫуе\30МКА0 ШЕ001А/РЮ. 1_ММ 92.3 09.09.14 20:37:51.375
КРМ Ргосе55Уа1иеАгсЫ¥е\30ОШ]0ОЕ701/РЮ,1_МЫ 5,9 09.09.14 20:38:03.375
N Ргасе;5Уа1иеАгс1"№е\30МКА10СЕ903 225,6 09.09.14 20:38:22.375
№дн Ргосег;Уа1иеАгс1"«е\ЗОМКА100Е702№Р.дУ_1ММ 225,0 09.09.14 20:38:28.375
Роп Ргосегг,у,а1иеАгсИ№е\301ВА93СР901 128,0 09.09.14 20:38:03.375
Рздн ProcessValueArch¡ve\30MAA00DP703/SWF. (ЭУ_1МЫ 129.0 09.09.14 20:38:20.375
4.2.3 Внедрение САУМ энергоблока с прямоточным пылеугольным котлом ст. №3 325 МВт Запорожской ТЭС 4.2.3.1 Технологический объект управления, требования к САУМ
Энергоблок ст. №3 325 МВт Запорожской ТЭС состоит из пылеугольного прямоточного котла типа ТПП-312А производства ОАО ТКЗ «Красный котельщик», конденсационной паровой турбины типа К-325-23,5-2 производства ОАО «Турбоатом» и вспомогательного оборудования.
Энергоблок работает на постоянном номинальном давлении Р'т=240 кгс/см2 (это значение может изменяться оператором при помощи задатчика Рзд). По технологическим требованиям отклонение Р'т во всех режимах должно находиться в диапазоне 226+255 кгс/см2 от Рзд. Для недопущения выхода Р'т за указанные пределы в ТРМ предусмотрены соответствующие «стерегущие» регуляторы.
САУМ должна соответствовать требованиям, предъявляемым к системам регулирования энергоблоков, участвующих в НПРЧ, действующим на Украине [58]. Эти нормы несколько отличаются от соответствующих норм, действующих в России [1]. В частности, при отклонении частоты, вызывающем необходимость изменения нагрузки энергоблока на 5%, не менее половины этого изменения должно быть обеспечено за время не более 15 сек., а все изменение должно быть обеспечено за 30 сек. При реализации 10%-ного изменения первичной мощности, не менее 70% требуемого изменения должно быть обеспечено за время не более 30 сек., а все изменение должно быть обеспечено за 5 мин.
4.2.3.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет
параметров КРД
В отличие от энергоблока с барабанным котлом (см. п. 4.2.2) при снятии динамических характеристик допускаются значительные отклонения и N, и P'т. Поэтому передаточные функции объекта Wpн(s), Wж(s), WpF(s), WNF(s), определялись напрямую, путем снятия и аппроксимации переходных характеристик по соответствующим каналам при возмущениях регулирующими клапанами турбины Ит и заданием нагрузки котла Р при отключенных ТРМ и КРД.
Экспериментальные и аппроксимирующие кривые переходных характеристик при возмущении Ит показаны на рис. 82.
Полученные в результате аппроксимации передаточные функции объекта по каналам возмущения по /1И описываются формулами:
ШРН(з) = -0.45 + —(53)
ш,
(,)= . (54)
4 У 1 + юП (1+105)5] 4 '
ПНУ ) 1 + 105 [ (1+105)
Экспериментальные и аппроксимирующие кривые переходных характеристик, при возмущении Р на рис. 83.
Полученные в результате аппроксимации передаточные функции объекта по каналам возмущения по цр описываются формулами:
р —405
=(55)
р—605
И^Дя) = 0.17---. (56)
(1 + 305)(1 + 605) 4 }
Далее расчет производился методом, описанным в гл. 2.2. Он не отличается от представленного на рис. 46 и 47, за исключением того, что был применен линейный I, а не квадратичный I2 интегральный критерий. При этом на ТРМ были установлены следующие настройки: kp,трм=0.7; ти,трм=10 сек.
В результате расчета получены следующие параметры настройки КРД: ^>Крд=2Д тя,крд=120 сек., ^=3.46, Тф=27 сек. Соответствующая область заданного запаса устойчивости показана на рис. 84.
-кр,эксп(), -кР() %
ци(г),%
1.6 1.44 1.28 1.12
0.96 0.8 0.64 0.48 0.32 0.16 0
а) р.и(г) ^д/—
кр, эксп 1 г) \
кр(г) 7 / -
//
/ / /
/ /л^ -
/
0 20 40 60 км, эксп (I), км (г), %
0.6 0.5 0 0 0.2 0.1 0
- 0.1 - 0.2
- 0.3
- 0.4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
80 100 120 140 160 180 200
г, сек.
ци(г),%>
-*
р.и(г)
/ V
Г 1 и. -
/ \ ^км(г)
Ъ ->«___
км,эксп( г/
0
180 200 г, сек.
Рисунок 82. Экспериментальные и аппроксимирующие переходные характеристики объекта САУМ бл. 3 Запорожской ТЭС при возмущении Цн(Ит): а) по давлению пара перед турбиной ур (Р \); б) по нагрузке энергоблока ум (М)
3
2
1
0
3
2
1
hp,эксП(U hp(t), % 2.5
2.2 1.9 1.6 1.3 1
0.7 0.4 0.1 - 0.2 - 0.5
^0), % 10
/
а) ^ — - ---
hр, ■>ксп(0 /Уъ
\ )
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.