一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，包括：获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正开度指令信号。本发明专利技术具有抗干扰能力强，通过压力波动反馈修正，使得控制器对控制阀的燃料流量控制更加精准；设计简单，易于工程实现，无需对原有控制系统及天然气系统的就地控制盘进行大幅度修改，只需要在控制器中增加相应的控制组态逻辑即可；工程应用成本，校正算法可以在燃机控制器中采用纯软件实现，只需要在压力调节阀后的增加一个压力测量传感器，工程成本低。本发明专利技术还公开了一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气轮机控制
，尤其涉及一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法与系统。
技术介绍
目前，燃气轮机的气体燃料系统的控制核心就是流量控制，如图1所示。首先控制气体燃料的控制阀的开度，阀门开度越大，气体流量越大；其次就是保证控制阀前气体燃料的压力稳定，从而使得控制阀门的开度与燃料流量成线性关系，这样当控制系统通过一系列的数学运算得到燃料流量指令时，就可以换算为精确的燃料阀门开度指令。【楼华栋，陈小波，毛志伟，GE燃机DLN-2.6燃烧系统浅析，《浙江电力》2011年12期】中通用电气公司的干式低NOx燃烧控制中采用的天然气燃料控制方案就是通过燃气轮机转速来调节压力调节阀开度，从而间接调节控制阀前压力，然后再根据测量系统获取的传感器信号，通过低污染燃烧控制规律来调节控制阀开度；专利1【CN 101737169 A，通用电气公司，用于燃气涡轮的燃料控制系统和前馈控制方法】提出了一种采用PI控制器和控制阀的开度来前馈修正压力控制的方案，用来抑制控制阀调节过程中给阀门前压力带来的波动干扰。带负荷下的燃气轮机燃烧室压力非常高，因此喷射而入的气体燃料需要保持很高的压力，而气体燃料本身的可压缩性和其工作环境的高压，会使得控制阀前的压力产生一定的幅值波动，进而带来进入燃烧室实际燃料流量的波动，现有的干式低NOx燃烧控制由于采用燃气轮机转速来调节压力控制阀无法消除燃料量波动的干扰；专利1【CN 101737169 A，通用电气公司，用于燃气涡轮的燃料控制系统和前馈控制方法】虽然利用控制阀的开度来前馈修正压力，会增加天然气系统就地控制盘的复杂性，而且需要获取各个控制阀的线性位移传感器LVDT的信号，也增加了系统设计的复杂性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法与系统，能够根据控制阀前的实际压力与设计压力的误差大小，运用自动控制程序，通过数学运算和负反馈实时的修正控制阀的开度指令，从而高效、精确的抑制燃料压力波动对控制性能的干扰的关键问题。为此目的，本专利技术提出了一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，包括具体以下步骤：S1：获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；S2：通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；S3：根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号。具体地，所述多个传感器测量信号：转速信号、负荷信号、温度信号和/或压力信号。具体地，所述每个控制阀前压力的获取具体为：通过在调节压力阀和控制阀之间安装的压力传感器进行实时测量。具体地，所述预设压力为期望的固定压力设计值或随燃气轮机状态变化的期望压力设计值。具体地，所述步骤S3具体包括：通过公式：Uref＝K1×(Ps-Pref)+Uctrl根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号，其中，Uref表示最终的输出到控制阀上的阀门开度指令，Uctrl表示控制规律计算出的控制指令，Pref是指设计压力模块的设定压力，Ps是指控制阀前压力的传感器测量值，校正参数K1为此目的，本专利技术还提出了一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统，包括：测量信号获取模块，用于获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；开度指令信号计算模块，用于通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；修正模块，用于根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号。具体地，所述多个传感器测量信号：转速信号、负荷信号、温度信号和/或压力信号。具体地，所述每个控制阀前压力的获取具体为：通过在调节压力阀和控制阀之间安装的压力传感器进行实时测量。具体地，所述预设压力为期望的固定压力设计值或随燃气轮机状态变化的期望压力设计值。本专利技术公开一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正开度指令信号。本专利技术具有抗干扰能力强，通过压力波动反馈修正，使得控制器对控制阀的燃料流量控制更加精准；设计简单，易于工程实现，无需对原有控制系统及天然气系统的就地控制盘进行大幅度修改，只需要在控制器中增加相应的控制组态逻辑即可；工程应用成本，校正算法可以在燃机控制器中采用纯软件实现，只需要在压力调节阀后的增加一个压力测量传感器，工程成本低。本专利技术还公开了一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了现有气体燃料的控制系统的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例中的一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法的步骤流程图；图3示出了本专利技术实施例中的一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统的结构框图；图4示出了本专利技术另一实施例中的一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统的结构框图；图5示出了本专利技术实施例中的一种用于气体燃料的燃气轮机控制系统中的气体燃料控制系统与现有技术的控制效果对比示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的实施例进行详细描述。为了更好的理解与应用本专利技术提出的一种用于气体燃料的燃气轮机的控制方法与系统，以如下附图示例进行详细说明。如图2所示，本专利技术提供了一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，包括具体以下步骤：步骤S1：获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号。其中，多个传感器测量信号：转速信号、负荷信号、温度信号和/或压力信号。由此，提高了获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号的多样性。步骤S2：通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号。步骤S3：根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正开度指令信号。其中，预设压力为期望的固定压力设计值或随燃气轮机状态变化的期望压力设计值，且每个控制阀前压力的获取具体为：通过在调节压力阀和控制阀之间安装的压力传感器进行实时测量。进一步地，在气体燃料系统中，在调节压力阀和控制阀之间至少安装有一个压力传感器，可以实时测量控制阀前压力，优选地，至少安装2个或2个以上的传感器作为双冗余容错保护。更进一步地，通过公式：Uref＝K1×(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，其特征在于，包括具体以下步骤：S1：获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；S2：通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；S3：根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法，其特征在于，包括具体以下步骤：
S1：获取燃气轮机相关的多个传感器测量信号；
S2：通过控制算法计算气体燃料的燃气轮机中多个控制阀的开度指令信号；
S3：根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个传感器测量信号：转速信号、负荷信号、温度信号和/或压力信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个控制阀前压力的获取具体为：通过在调节压力阀和控制阀之间安装的压力传感器进行实时测量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设压力为期望的固定压力设计值或随燃气轮机状态变化的期望压力设计值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：通过公式：
Uref＝K1×(Ps-Pref)+Uctrl根据每个控制阀前压力与预设压力之间的误差作为负反馈修正所述开度指令信号，其中，Ur...

【专利技术属性】
技术研发人员：何皑，刘月，黄玉柱，
申请(专利权)人：北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11