【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蒸汽动力系统，尤其涉及一种蒸汽动力系统的复合控制系统及方法。
技术介绍
1、直流锅炉热量小，动态响应快，是蒸汽动力装置蒸汽发生器的主要类型之一；它把热源产生的热量传递给汽水循环回路给水，使汽水循环回路给水变为一定温度和压力的蒸汽。
2、由于蒸汽压力过低或过高会影响后续用汽设备的正常工作，尤其当压力过高时会带来运行安全性问题；因此，在运行过程中，直流锅炉的出口蒸汽压力需要控制在一定范围内。另外，还需要确保直流锅炉出口蒸汽干度在合理范围内，避免锅炉出口蒸汽伴有水滴，甚至产生热水，进而危害汽轮机的安全运行。在蒸汽动力系统的运行过程中，通常将燃料调节系统的燃烧速率和给水系统的流量调节作为维持直流锅炉压力处于设定范围的控制手段，也即是，通过增大或减小燃料的燃烧速率和直流锅炉的给水流量来维持蒸汽压力，以防蒸汽压力过高或过低，同时兼顾蒸汽干度不至于过低。
3、目前，蒸汽动力系统的给水系统的调节主要通过控制调节阀开度和改变给水泵转速来实现，在接受给水流量调节指令后，给水调节阀先动作以改变给水流量，该过程会引起直流锅炉给水管和蒸汽出口管的压差变化，控制器进而给出指令来改变给水泵转速以维持直流锅炉给水管和蒸汽出口管的压差为给定值，在此动态过程中进一步调节给水调节阀开度以满足给水流量需求，如此循环往复，完成给水流量调节，形成了给水系统以调节阀开度和给水泵转速为输入、以给水管和蒸汽出口管两端压差和给水流量为输出的两输入两输出的耦合过程。
4、然而，在上述调节过程中，给水泵转速和调节阀门开度的变化是个彼此
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种蒸汽动力系统的复合控制系统及方法，能够协调热源功率且克服给水系统耦合问题。
2、一方面，本专利技术提供一种蒸汽动力系统的复合控制系统，所述复合控制系统包括热源控制系统和给水控制系统；
3、所述热源控制系统包括：
4、第一开环控制器，用于实时接收工况指令，输出第一燃料使用速率；
5、第一闭环控制器，用于设置标准燃料给水比，实时采集所述当前燃料给水比，并基于所述标准燃料给水比和所述当前燃料给水比输出第二燃料使用速率；
6、燃料调节系统，用于接收所述第一燃料使用速率和所述第二燃料使用速率，得到当前燃料使用速率，并输出燃料使用率；
7、热源系统，用于给锅炉提供热量；
8、燃料给水比求解单元，用于采集燃料使用率和给水流量，输出当前燃料给水比并反馈给所述第一闭环控制器；
9、所述给水控制系统包括：
10、第二开环控制器，用于实时接收工况指令，输出第一调节阀阀位；
11、第二闭环控制器，用于设置标准锅炉出口压力，实时采集所述当前锅炉出口压力，并基于所述标准锅炉出口压力和所述当前锅炉出口压力输出第二调节阀阀位；
12、给水系统，用于接收所述第一调节阀阀位和所述第二调节阀阀位，得到当前调节阀阀位，并输出给水流量；
13、锅炉，用于利用所述热源系统提供的热量对所述给水系统输出的水流量进行加热，输出当前锅炉出口压力并反馈给所述第二闭环控制器。
14、进一步的，所述工况指令包括工作点燃料使用速率和工作点调节阀阀位。
15、进一步的，所述第一闭环控制器的输入信息为：所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比的差。
16、进一步的，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比相等时，所述第一闭环控制器停止调节；反之，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比有偏差时，所述第一闭环控制器重新调节。
17、进一步的，所述第二闭环控制器的输入信息为：所述标准锅炉出口压力与所述当前锅炉出口压力的差。
18、进一步的，当所述标准锅炉出口压力与所述当前锅炉出口压力相等时，所述第二闭环控制器停止调节；反之，当所述标准锅炉出口压力与所述当前锅炉出口压力有偏差时，所述第二闭环控制器重新调节。
19、进一步的，所述当前燃料给水比的计算公式包括：
20、；
21、其中，表示燃料使用率；表示给水流量。
22、进一步的，所述蒸汽动力系统的复合控制还包括：
23、通过联合调节第一开环控制器和第一闭环控制器使所述当前燃料给水比达到所述标准燃料给水比；
24、通过联合调节第二开环控制器和第二闭环控制器使所述当前锅炉出口压力达到所述标准锅炉出口压力。
25、进一步的，
26、所述第一闭环控制器的极点位于极点分布平面的第一设定区域，所述第一设定区域的取值保证所述当前燃料给水比的超调不超过第一设定值，上升时间不超过第一时间；
27、所述第二闭环控制器的极点位于极点分布平面的第二设定区域，所述第二设定区域的取值保证所述当前锅炉出口压力的超调不超过第二设定值，上升时间不超过第二时间。
28、另一方面，本专利技术还提出一种蒸汽动力系统的复合控制方法，所述控制方法包括：
29、实时接收工况指令，对应输出第一燃料使用速率和第一调节阀阀位；
30、设置标准燃料给水比和标准锅炉出口压力，实时采集所述当前燃料给水比，基于所述标准燃料给水比和所述当前燃料给水比输出第二燃料使用速率；实时采集所述当前锅炉出口压力，基于所述标准锅炉出口压力和所述当前锅炉出口压力输出第二调节阀阀位；
31、基于所述第一燃料使用速率和所述第二燃料使用速率得到当前燃料使用速率，通过控制所述第一燃料使用速率和所述第二燃料使用速率使所述当前燃料使用速率满足当前燃料给水比的需求；
32、基于所述第一调节阀阀位和所述第二调节阀阀位得到当前调节阀阀位；通过控制所述第一调节阀阀位和所述第二调节阀阀位使所述当前调节阀阀位满足当前锅炉出口压力的需求。
33、总体而言，本专利技术提供一种蒸汽动力系统的复合控制系统及方法，与现有技术相比能够取得下列有益效果：
34、本专利技术一方面设置了第一开环控制器和第二开环控制器，通过工况开环前馈，将给水控制系统的控制和热源控制系统的控制进行了时序上的协同；另一方面设置了第一闭环控制器和第二闭环控制器，通过闭环反馈控制，确保了给水控制系统和热源控制系统的控制精度；此外，对两个闭环控制过程的动态响应时间（上升时间）进行了量级约束，避免了两个控制系统在控制过程中彼此影响、相互跟随、稳定时间长的问题，可以大幅缩短给水控制系统和热源控制系统的动态调节时间，优化了控制过程，实现了给水控制系统和热源控制系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述复合控制系统包括热源控制系统和给水控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述工况指令包括工作点燃料使用速率和工作点调节阀阀位。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述第一闭环控制器的输入信息为：所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比的差。
4.根据权利要求3所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比相等时，所述第一闭环控制器停止调节；反之，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比有偏差时，所述第一闭环控制器重新调节。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述第二闭环控制器的输入信息为：所述标准锅炉出口压力与所述当前锅炉出口压力的差。
6.根据权利要求5所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，当所述标准锅炉出口压力与所述当前锅炉出口压力相等时，所述第二闭环控制器停止调节；反之，当所述标准锅炉出口压力与所述当前
7.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述当前燃料给水比的计算公式包括：
8.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述蒸汽动力系统的复合控制还包括：
9.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，
10.一种蒸汽动力系统的复合控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述复合控制系统包括热源控制系统和给水控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述工况指令包括工作点燃料使用速率和工作点调节阀阀位。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述第一闭环控制器的输入信息为：所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比的差。
4.根据权利要求3所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比相等时，所述第一闭环控制器停止调节；反之，当所述标准燃料给水比与所述当前燃料给水比有偏差时，所述第一闭环控制器重新调节。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽动力系统的复合控制系统，其特征在于，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李献领，孙衢骎，廖梦然，柴文婷，陶模，郭晓杰，吕伟剑，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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