一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法及系统与流程
本发明涉及动力系统控制，尤其涉及一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法及系统。
背景技术：
1、目前，自然循环蒸汽发生器采用蒸汽发生器水位反馈-蒸汽流量前馈-给水流量反馈的传统三冲量串级控制，主要根据蒸汽发生器水位偏差、蒸汽流量扰动计算需要的给水流量值，没有考虑快速变工况时蒸汽发生器虚假水位效应引起的蒸汽流量信号与给水流量信号不匹配，导致蒸汽发生器水位剧烈波动，甚至越限到报警阈值范围内，触发水位安全报警和蒸汽发生器停机，需要操纵员快速切换为手动操作模式，进行事故排查和应急干预，难以解决快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法及系统，能够在保证蒸汽发生器水位信号不越限报警的基础上，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动，用以解决现有技术中快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。
2、第一方面，本发明提供一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，包括：
3、构建三冲量控制单元，用于根据蒸汽发生器水位、蒸汽流量和给水流量控制蒸汽发生器的水位信号；
4、构建二冲量控制单元，用于根据给水流量和蒸汽流量控制蒸汽发生器的水位信号；
5、获取蒸汽发生器的运行状态；所述运行状态包括：稳态工况、逐级变工况和快速变工况；
6、根据所述运行状态在三冲量控制单元和二冲量控制单元进行切换，以控制蒸汽发生器的水位信号；
7、当蒸汽发生器处于稳态工况或逐级变工况运行状态时，切换至三冲量控制单元；
8、当蒸汽发生器处于快速变工况运行状态时，切换至二冲量控制单元。
9、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，所述二冲量控制单元采用蒸汽流量前馈-给水流量反馈的控制结构。
10、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，所述三冲量控制单元采用蒸汽发生器水位反馈-蒸汽流量前馈-给水流量反馈的控制结构。
11、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，还包括：
12、对蒸汽发生器的水位信号进行实时监测以获取水位监测信号，
13、在所述水位监测信号小于第一安全阈值的情况下，切换至二冲量控制单元，以调整蒸汽发生器的水位信号；
14、在所述水位监测信号不小于第一安全阈值的情况下，切换至三冲量控制单元，以调整蒸汽发生器的水位信号。
15、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，所述若所述水位监测信号小于所述第一安全阈值，则切换至二冲量控制单元之后，还包括：
16、获取预设单位时间内蒸汽发生器内的流量增量和水位增量；
17、基于所述流量增量和水位增量确定蒸汽发生器水位信号达到第一安全阈值所需的调控时间；
18、根据所述调控时间，将二冲量控制单元切换至三冲量控制单元。
19、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，所述若所述水位监测信号小于所述第一安全阈值，则切换至二冲量控制单元之后，还包括：
20、对蒸汽发生器的蒸汽流量前馈信号进行实时监测获取所述蒸汽流量前馈信号的变化监测信号；
21、判断所述变化监测信号是否小于第二安全阈值，若是则将二冲量控制单元切换至三冲量控制单元。
22、根据所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，所述获取蒸汽发生器的运行状态的步骤包括：
23、获取站的负荷指令信号；
24、基于所述负荷指令信号确定变化负荷指令变化信号；
25、判断所述负荷指令变化信号是否小于预设阈值，若是则判定所述运行状态为逐级变工况，否则判定所述运行状态为快速变工况；
26、在所述负荷指令信号不变的情况下，判定所述运行状态为快速变工况为稳态工况。
27、第二方面，本发明提供一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制系统，应用于上述的应对蒸汽发生器虚假水位效应方法，包括：三冲量控制单元、二冲量控制单元和调控单元；
28、三冲量控制单元，用于根据蒸汽发生器水位、蒸汽流量和给水流量控制蒸汽发生器的水位信号；
29、二冲量控制单元，用于根据给水流量和蒸汽流量控制蒸汽发生器的水位信号；
30、调控单元用于确定蒸汽发生器的运行状态，并根据所述运行状态在三冲量控制单元和二冲量控制单元进行切换调控蒸汽发生器的水位信号，以调整蒸汽发生器的水位信号。
31、第三方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上述任一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法的步骤。
32、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法的步骤。
33、本发明提供的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法及系统相比于现有技术具有以下技术优势：
34、(1)本发明公开一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，通过构建三冲量控制单元和二冲量控制单元，进而确定蒸汽发生器的运行状态，判断属于稳态工况、逐级变工况还是快速变工况。采用三冲量串级控制单元，在快速变工况时取消虚假水位信号在给水流量动作中的控制作用，采用给水流量反馈直接跟踪蒸汽流量前馈的二冲量控制单元，基于蒸汽发生器的运行状态通过三冲量控制单元和二冲量控制单元交替实现控制蒸汽发生器的水位信号。
35、通过采用三冲量串级控制单元，引入蒸汽流量前馈信号快速响应负荷指令变化，引入蒸汽发生器水位反馈信号维持蒸汽发生器的水位信号处于误差允许范围，引入给水流量反馈信号保证所需的蒸汽发生器上水量，同时采用给水流量反馈直接跟踪蒸汽流量前馈的二冲量控制单元，实现不接受虚假水位信号给出的给水流量误动作指令，缓解蒸汽流量与给水流量的不匹配程度，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动。因此，本发明能够在保证蒸汽发生器水位信号不越限报警的基础上，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动，解决快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。
36、(2)本发明通过引入蒸汽发生器的水位信号进行实时监测，并设置水位信号的安全阈值，也即是第一安全阈值作为二冲量控制单元与三冲量控制单元的切换依据，当蒸汽发生器的水位信号超过水位信号安全阈值，也即是第二安全阈值时，投入三冲量串级控制单元，否则投入二冲量控制单元，待虚假水位效应结束后，投入三冲量串级控制单元。能够在保证蒸汽发生器水位信号不越限报警的基础上，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动，并在虚假水位效应结束后，维持蒸汽发生器的水位信号处于误差允许范围内，解决快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。进一步实现蒸汽发生器控制管理的现代化、智能化、精准化。
37、(3)本发明公开一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制系统，包括调控单元、三冲量控制单元和二冲量控制单元。设置调控单元用于确定蒸汽发生器的运行状态，判断属于稳态工况、逐级变工况还是快速变工况，稳态工况和逐级变工况。通过采用三冲量串级控制单元，引入蒸汽流量前馈信号快速响应负荷指令变化，引入蒸汽发生器水位反馈信号维持蒸汽发生器的水位信号处于误差允许范围，引入给水流量反馈信号保证所需的蒸汽发生器上水量，同时通过二冲量控制单元引入给水调节阀压差反馈保证所需的蒸汽发生器上水压力，实现在快速变工况时取消虚假水位信号在给水流量动作中的控制作用。从而实现保证蒸汽发生器水位信号不越限报警的基础上，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动，解决快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。
技术特征：
1.一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，所述二冲量控制单元采用蒸汽流量前馈-给水流量反馈的控制结构。
3.根据权利要求1所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，所述三冲量控制单元采用蒸汽发生器水位反馈-蒸汽流量前馈-给水流量反馈的控制结构。
4.根据权利要求1所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，所述若所述水位监测信号小于所述第一安全阈值，则切换至二冲量控制单元之后，还包括：
6.根据权利要求5所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，所述若所述水位监测信号小于所述第一安全阈值，则切换至二冲量控制单元之后，还包括：
7.根据权利要求1所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法，其特征在于，所述获取蒸汽发生器的运行状态的步骤包括：
8.一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制系统，应用于如权利要求1至7所述的应对蒸汽发生器虚假水位效应方法，其特征在于，包括：三冲量控制单元、二冲量控制单元和调控单元；
9.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法的步骤。
技术总结
本发明提供一种应对蒸汽发生器虚假水位效应的控制方法及系统，属动力系统控制技术领域，所述方法包括：构建三冲量控制单元和二冲量控制单元，进而确定蒸汽发生器的运行状态，判断属于稳态工况、逐级变工况还是快速变工况。采用三冲量串级控制单元，在快速变工况时取消虚假水位信号在给水流量动作中的控制作用，采用给水流量反馈直接跟踪蒸汽流量前馈的二冲量控制单元，基于蒸汽发生器的运行状态通过三冲量控制单元和二冲量控制单元交替实现控制蒸汽发生器的水位信号。本发明能够在保证蒸汽发生器水位信号不越限报警的基础上，削弱虚假水位效应引起的蒸汽发生器水位剧烈波动，解决快速变工况时蒸汽发生器的高性能控制与安全可靠运行问题。
技术研发人员：郭晓杰,柯志武,柴文婷,周宏宽,李献领,王晨阳,张克龙,魏志国,肖颀,邹振海,苟金澜,曹光明
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23