用于確定模型參數以便對蒸汽發電站模塊進行控制的方法和裝置、用于蒸汽發生器的控制裝置以及計算機程序產品制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及用于對蒸汽發生器的控制技術模型的至少一個模型參數進行確定的一種方法和一種相應的裝置，其中對于蒸汽發生器設置了具有至少一個特征模型參數的控制技術的模型結構。在線地采集蒸汽發生過程的測量信號。按照本發明專利技術，對至少一個模型參數進行在線估計。為此，給真正的過程以及蒸汽發生器的模型接入相同的輸入信號。隨后進行可估性分析，其中，通過借助于梯度分析的比較的評估來對各個過程和/或模型的至少一個輸出信號和/或至少一個輸入信號進行處理。依據梯度分析在另一個步驟中定義估計范圍，在所述估計范圍內可能存在有效的參數估計。如果可估性被評定為肯定的，則改進至少一個模型參數的當前的估計值，并且此外按照迭代法借助所述估計值對模型進行匹配。本發明專利技術還涉及一種用于蒸汽發生器的控制裝置和一種計算機程序產品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于確定模型參數以便對蒸汽發電站模塊進行控制的方法以及一種根據權利要求1的前序部分所述的相應的裝置。本專利技術還涉及一種用于蒸汽發生器的控制裝置以及一種計算機程序產品。
技術介紹
在蒸汽發電站模塊的控制中使用了模型輔助的方法?；谒褂玫哪Ｐ涂偸沁@樣對特別地用于鍋爐功率和渦輪功率的額定值的時間變化進行計算，使得發電站模塊在不同的運行方式中具有盡可能最優的運行特性。附加存在的校正控制器對可能存在的模型不精確性進行平衡。模型參數的確定與高的開銷相連。此外，由于污染、磨損、燃料改變等，發電站模塊隨時間改變其時間上的特性。這導致了模型不精確性變大并且控制質量變差。鍋爐時間常數和存儲時間常數(Speicherzeitkonstante)屬于控制發電站模塊的最重要的模型參數。對于這兩個常數的說明參見圖1的描述。確定所述模型參數對于控制發電站模塊具有重要的意義。對于兩個參數通常假定事先根據經驗確定的恒定值。替換地，可以對于不同的模塊負載進行兩個參數的測量，從而在設備運行時可以實施與負載有關的對計數值的跟蹤。用于啟動模塊控制的開銷由此是相對高昂的，并且對控制質量隨時間的下降沒有進行抵抗。通過這樣的方法實現了第一改進，所述方法在假定已知存儲時間常數的情況下對鍋爐時間常數進行在線估計。在歐洲專利申請PCT/EP2007/061170中描述了該基于參數識別的方法。然而這種做法的缺點在于，總是還必須預先給定存儲時間常數的數值。由此不能避免用于測量存儲時間常數的開銷。此外，存儲時間常數的不精確性直接造成鍋爐時間常數的估計值的不精確性。由此仍然不能排除控制質量隨時間的下降。這種方法的另一個缺點在于，燃料物料流量(Brennstoffmassenstrom)被視作其動態能被確定的系統的輸入參數。對于鍋爐時間常數的正確確定，由此算法還必須將燃料的熱值視作另一個未知的參數，對于該未知參數要確定出估計值。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，提供一種方法，該方法克服所有這些缺點并且借助該方法可以在隨時間維持高控制質量的情況下在在線運行中將至少一個模型參數連續地與實際的設備性能相匹配。本專利技術此外要解決的技術問題是，提供一種相應的裝置，該裝置能夠實施按照本專利技術的方法。本專利技術的另一個要解決的技術問題是，提供一種控制裝置，該控制裝置使用控制系統的所確定的至少一個模型參數。此外還提供一種計算機程序產品。上述技術問題通過獨立權利要求的特征來解決。分別在從屬權利要求中描述了優選的實施方式。本專利技術優選實現了對蒸汽發生器的過程模型的至少一個模型參數進行在線確定。在此，預先給定了蒸汽發生器的控制技術的模型結構，其具有至少一個特有的模型參數。記錄蒸汽發生過程的在線的測量信號作為測量值。按照本專利技術，在線估計至少一個模型參數。對此，給真正的過程以及蒸汽發生器的模型接入相同的輸入信號。隨后進行可估性分析，其中，通過借助于梯度分析的比較的評估來分別對過程和/或模型的至少一個輸出信號或至少一個輸入信號進行處理。依據梯度分析，在另一個步驟中對估計范圍進行定義，在所述估計范圍內可以進行有效地參數估計。如果可估性被評定為肯定的，則至少一個模型參數的當前的估計值被改進，并且此外按照迭代法借助至少一個模型參數的估計值對模型進行匹配。迭代方法沒有要求這樣的權利要求，S卩，可以從當前存在的測量數據組中直接計算出需要的模型參數。而是確定至少一個模型參數的當前的估計值是過大還是過小?；诖?，然后進行估計值的逐步的匹配。這意味著，此時也可以對蒸汽發生過程的兩個特征模型參數、鍋爐時間常數和存儲時間常數進行近乎同時地在線估計。在此，所述方法僅僅指示這樣的測量信號，所述測量信號在發電站模塊的標準的測量技術的裝備中始終存在。由此，估計方法優選地從控制技術的可用的過程參數中連續地并且實時地確定出未知的蒸汽發生器模型參數的近似值。例如通過測量來降低確定模型參數的開銷。由于所述方法是立即可供使用的，所以同樣地降低了用于啟動模塊控制的開銷。在第一實施變形中，通過分析過程和模型參數的時間變化來生成用于當前估計值的校正值。模型參數的與過程參數相比的快速的改變表明了有關的時間常數的過小的估計值。在比例上看來，緩慢的改變表明了過大的時間常數。這具有這樣的優勢，即，在過程中不斷地采集時間上的改變并且由此阻礙了控制質量隨時間的降低。在另一個實施變形中，優選地在離線仿真中對梯度的最大值進行確定。由此實現了從單個程序部分的退耦。為了可以進行梯度分析，必須預先已知最大的梯度是多大的，所述最大的梯度在設備運行時出現在待檢查的過程參數中。這些梯度最大值又取決于待確定的時間常數。由此，對于時間常數的最小和最大的待預計的值，可以在離線仿真中確定出梯度值。然后在在線運行中繼續使用梯度最大值。通過結合在線和離線計算，可以實現按照本專利技術的方法的較高的靈活性。在另一個實施變形中，在在線運行期間借助線性方程從用于控制技術模型的至少一個模型參數的當前估計值中確定出梯度的最大值。這還具有如下優點，即程序流不必由于結合離線仿真而被中斷。在另一個實施變形中，借助具有小的時間常數的DT元件(DT-Glieder)來確定梯度和/或借助積分器來進行對至少一個模型參數進行匹配，其中參數值發生變化直到所考察的梯度存在偏差。借助DT元件可以基于串聯連接實現多重微分。對于足夠小的微分器時間常數來說滿足了應用的精確性要求。在另一個實施變形中，對蒸汽發生過程的控制技術的模型結構進行更精確地說明。在此將這樣的結構用作基礎模型，在所述結構中至少通過特有鍋爐時間常數的N階延遲元件和至少一個特有存儲時間常數的連接在后的積分器來對蒸汽發生進行建模。該結構的特征在于其簡易性，因為僅由基本元件組成是具有優勢的。同時，在此其是這樣的模型，借助其能夠以足夠的精確性對蒸汽發生的動態進行仿真。在另一個實施變形中，基于預先給定的模型結構實施按照本專利技術的用于鍋爐時間常數和存儲時間常數的兩個模型參數的在線估計方法。附圖說明下面結合在附圖中示出的實施例詳細地解釋本專利技術。附圖中:圖1A示出了用于闡明發電站模塊的蒸汽發生的方框圖，圖1B示出了蒸汽發生器的控制系統的方框圖， 圖2示出了用于闡明比較地估計的簡圖，圖3示出了控制裝置的示意圖。具體實施例方式圖1用于闡明蒸汽發生的動 態過程和解釋兩個模型參數:鍋爐時間常數TDE和存儲時間常數TSP。在圖1A中以簡化形式示出了蒸汽發生器的方框圖。鍋爐K的燃燒室在其入口處被輸送了燃料BR，其中所述燃料例如可以是在煤炭粉粹機中被粉碎成煤粉的煤。在此可以測量燃料的物料流量。燃料的相應的熱功率對應于關于燃料的熱值HW校正的物料流量。在鍋爐K內部燃燒燃料。為了生成蒸汽，將在蒸汽發生器壁中在管道中所輸送的供水加熱和汽化。通過過熱器 的管道系統將該蒸汽輸送至渦輪閥TV。蒸汽發生DEges的全過程理想化地分為兩個部分過程:實際的蒸汽發生DE和蒸汽存儲器(Dampfspeicherung)SP，在蒸汽儲存中收集并且存儲之前所生成的蒸汽。在此，所示出的蒸汽存儲器SP僅僅用于對概念模型(Modellvorstellung)進行說明，并且所述蒸汽存儲器對應于蒸汽發生器的所有管道的總體積。在蒸汽發生器DE㈣的輸出端上獲取新鮮蒸汽物料流量(Frischdamp本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.02 DE 102010025916.01.一種用于確定蒸汽發生器的控制技術模型的至少一個模型參數的方法，其中，對于蒸汽發生器預先給定了具有至少一個特征模型參數的控制技術的模型結構，并且在線采集蒸汽發生過程的測量信號， 其特征在于， 通過實施下列步驟來對至少一個模型參數進行在線估計: a)給真正的過程(P)以及蒸汽發生器的模型(M)接入相同的輸入信號(ES)， b)進行可估性分析(SBA)，其中，通過借助于梯度分析的比較的評估來對各個過程(ASP)和/或模型(ASM)的至少一個輸出信號或者至少一個輸入信號(ES)進行處理， c)依據梯度分析來定義估計范圍，在所述估計范圍內能夠存在有效的參數估計， d)如果可估性被評定為肯定的，則對至少一個模型參數的當前的估計值進行改進， e)按照迭代法重復所述步驟a)至d)。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，通過分析過程和模型參數的時間變化來生成用于所述當前的估計值的校正值。3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在離線仿真中確定梯度的最大值。4.按照上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在線運行期間借助線性方程從用于控制技術模型的至少一個模型參數的當前估計值中確定梯度的最大值。5.按照上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助具有小的時間常數的DT元件來確定所述梯度，和/或借助積分器來進行對至少一個模型參數的匹配，其中參數值發生變化直到所考察的梯度存在偏差。6.按照權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，至少通過特有的鍋爐時間常數(TDE)的N階的延遲元件(VZN)和至少一個連接在后的特有的存儲時間常數(TSP)的積分器(I)來對蒸汽發生進行建模。7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，這樣構造所述控制技術的模型結構， 使得為至少一個N階的延遲元件(VZN)輸入燃料物料流量(m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K溫德伯格，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：
國別省市：