CN103782244A

CN103782244A - 发电站调节的自动适配

Info

Publication number: CN103782244A
Application number: CN201280043167.5A
Authority: CN
Inventors: J.格罗甘兹; J.鲁普; K.温德尔伯格
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: US9568898B2; WO2013007405A1; EP2732343B8; EP2732343A1; EP2732343B1; CN103782244B; US20140156092A1

Abstract

本发明涉及一种技术设备，特别是发电站的调节的自动适配。按照本发明，对于技术设备的调节建立（200）调节回路，在该调节回路中在使用退耦环节（25，26）的条件下至少退耦第一调节回路（30）和第二调节回路（50）。该退耦环节（25，26）在此具有至少一个可适配的参数（28）。将退耦环节（25，26）的至少一个可适配的参数（28）自动地在技术设备的在线运行中与技术设备的实际的动力学的过程特性（74，75）相匹配（自动在线适配）（300）。

Description

发电站调节的自动适配

技术领域

本发明涉及一种用于自动适配技术设备、特别是发电站的调节的方法，以及一种具有对技术设备的调节的自动化系统。

背景技术

为了自动化，特别是为了在技术设备、例如蒸汽发电站中自动控制和/或调节方法技术的过程，通常采用自动化系统。

这样的用于技术设备的、以控制系统中实施的软件的形式提供的自动化系统（以单环或多环的调节回路的形式）包含调节系统，借助该调节系统在该技术设备中（大多在子系统层级上）描绘方法技术的过程，并且借助该调节系统通过由调节系统控制的执行环节/机构来调节/控制技术设备。

在此，例如单环的调节回路由模拟测量技术地采集待调节的过程参量（调节参量）以及将所测量的过程参量经由模/数（A/D）转换读入自动化系统来组成。此外，调节回路大多设置滤波器，借助其清除所测量的过程参量的噪声。调节回路预先给定用于过程参量的额定值（主导参量）并且形成调节参量与额定值的偏差（调节差）。调节算法（调节器）根据调节差确定，如何操纵调节环节/机构以使得调节参量与主导参量接近（执行信号）。通过数/模（D/A）转换将调整信号输出到技术系统的执行环节/机构。

在建立这样的调节回路的情况下此外在用户侧选择或设置调节回路参数，诸如传递环节、时间常数和/或放大系数。

为了使技术设备的子系统、例如蒸汽发电站的蒸汽发电机组自动化，在此需要的是，对于该要自动化的子系统构造多个这样的调节回路。

子系统的、例如蒸汽发电机组的调节回路在此不是彼此独立的而是基于方法/过程技术的情况（过程技术地）强烈彼此关联。

例如，通过在蒸汽发电机组中经由新鲜空气通风装置调节新鲜空气馈送来强烈地影响经过抽吸而对蒸汽发电站模块的燃烧室中的压力进行的调节。同样，在蒸汽发电机组中的提高的燃料物料流量不仅导致提高的蒸汽产量，而且其还影响蒸汽发电机组中的蒸汽温度，该蒸汽温度应当借助喷射装置保持恒定。借助给水泵对给水物料流量进行的调节以及借助给水调节阀对给水压力进行的调节也彼此相关。

为了能够达到高的调节品质以及高的设备稳定性，必须在观察的子系统中按照调节技术再次退耦或断开这样的通过过程技术给出的（横向）耦合。这在调节技术上通过使用具有在调节结构中或在调节回路之间的退耦支路的所谓退耦网络来进行。这些退耦支路在此包含所谓的退耦环节，例如DT1提前（Vorhalte-）和/或PTn延迟环节。

根据实际存在的、过程技术的耦合的类型必须通过延迟环节或者提前环节退耦。

通过具有提前/延迟环节的提前/延迟支路，在此特定的过程参量的调节差由此不再仅作用于待分配给其的执行环节，而且还作用于所耦合的调节回路的执行环节。

通过与多个执行环节协调的动作可以确保，仅影响当前受调节差影响的那个过程参量，并且另一个（过程技术地耦合的）过程参数能够保持其额定值或者与额定值的偏差尽可能小。

退耦支路的设计、即参数化取决于观察的系统的实际动力学过程特性并且必须在发电站调节启动时执行。

在参数化的情况下执行设备试验。分析试验结果然后提供如下结果：哪些参数应被何种程度地改变。然后一直手动地调节参数，直至调节达到最佳可能的退耦。

参数化耗费时间地实施并且相应地是昂贵的。

在试验实施的时间段内技术设备、例如蒸汽发电站按照通过蒸汽发电站提供电功率的电网的当前功率要求可能不是经济地，例如不是低成本地运行。

过程的动力学通常取决于设备的当前运行状态，从而必须在多个时间点或关于多个时间点执行参数化。

此外、技术设备，如发电站过程的动力学特性通过采用不同的燃料种类、通过磨损、通过弄脏等而随时间变化。

一次设置到特定的设备特性的退耦支路随着时间而不再是最优。调节特性因此随时间变差，设备稳定性降低。

基于此，由此需要用于耦合的多参量系统的待简单建立的设备调节。

按照现有技术，对于所耦合的多参量系统的所谓的多参量调节是公知的。

在多参量调节的情况下观察具有多个调节参量和多个执行环节的总系统，如技术设备或技术设备的仅一个子系统。在此，每个执行环节理论上可以作用于每个调节参量，由此，考虑在子系统中的过程的理论上多维的过程技术耦合。

由此在这样的多参数调节的情况下/通过这样的多参数调节，模拟耦合的多参量系统。

如果多参量调节器针对耦合的多参数系统设计，则由此也自动地产生退耦结构。

但这样的多参量调节器或这样的多参量调节具有一个或多个以下缺陷，这些缺陷使得其不适用于技术设备，如发电站的调节。

多参量调节器基于不能在发电站控制系统的功能规划中示出的数学算法。因此其是不透明的并且对于设备运营者由此不能维护，即不可改变并且不可扩展。

多参量调节器的缺少的透明性还导致，调试工程师不能构造附加结构，利用所述附加结构可以考虑特别的运行条件。

但这样的非线性的边界条件，例如泵的边界曲线在每个技术设备中出现。

可以一次性地对于特定的过程结构和过程动力学在技术设备中设计多参量调节器。但其不能够自动地与不断变换的边界条件相匹配。

多参量调节器本身具有难以确定的、必要时仅在使用特殊工具的条件下才能确定的参数。因此不能实现调试开销的力求和期望的减小。

多参量调节器的实施此外还与高的计算开销和存储器容量要求相连，并且其因此不能在自动化系统，特别是在发电站控制系统中使用。

因为多参量调节器的这些缺陷使得其不适于在技术设备的或发电站控制系统中的自动化中使用，所以具有退耦支路的单环调节回路的应用和用于参数化退耦环节的设备试验的实施是通常的实践。

在手动参数化的情况下目前限于应用低阶的退耦环节，因为否则若在调节试验中设置过多的参数，则在实践中最终不能控制。

但在该情况下由此必须接受较小的调节品质，因为不能手动地设置可能调节技术地更合适的较高阶的退耦环节。

还公知的是，自动化系统，特别是设备技术的控制和/或调节（大多以软件形式）在设备的控制技术中实施。

设备的控制技术，特别是过程控制技术是指用于控制、调节和确保这样的过程或方法技术的设备的通常的措施和方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，实现一种用于建立技术设备的调节的方法以及一种用于调节技术设备的自动化系统，其克服了现有技术中描述的缺陷。

特别地，本发明应当一方面降低针对发电站调节回路启动的开销并且另一方面提高技术设备的长时间稳定性。

此外，本发明要解决的技术问题是，实现一种用于建立技术设备的调节的方法以及一种用于调节技术设备的自动化系统，其允许退耦支路的参数在在线运行时与设备技术过程的动力学特性自动匹配。

上述技术问题通过按照相应独立权利要求的用于自动适配技术设备、特别是发电站的调节的方法以及具有对调节技术设备进行的调节的自动化系统来解决。

按照本发明的自动化系统适合用于实施按照本发明的方法或其随后描述的改进方案，同样按照本发明的方法也特别适合在按照本发明的自动化系统或其随后描述的改进方案中实施。

本发明的有利扩展也由从属权利要求得出。改进方案既涉及按照本发明的方法也涉及按照本发明的自动化系统。

本发明和所描述的改进方案例如在使用特殊的电路的条件下可以既以软件又以硬件实现。

此外，本发明或所描述的改进方案的实现能够通过计算机可读的在其上存储了计算机程序的存储介质实施，该计算机程序实施本发明或改进方案。

本发明和/或每个描述的改进方案也可以通过计算机程序产品实现，其具有在其上存储了计算机程序的存储介质，该计算机程序实施本发明和/或改进方案。

按照本发明的用于自动适配技术设备的调节的方法基于用于调节技术设备的调节回路。首先设置这样的用于调节技术设备的调节回路，或替换地其作为已经设置的调节回路存在。

两者在本发明的范围内被理解为调节回路建立。

在设置调节回路时规定或确定调节回路的通常的参数，诸如传递环节、用于传递环节的时间常数和/或放大系数。

基于设置的调节回路，从其中首先识别和选择至少一个第一调节回路和与第一调节回路耦合的第二调节回路，其耦合通过由第一和第二调节回路共同影响的过程参量给出。

然后（考虑该耦合地）确定退耦第一和第二调节回路的退耦环节，该退耦环节具有至少一个可适配的参数，例如时间常数、放大系数或者其它系数或常数。

在本发明中现在还将退耦环节的至少一个可适配的参数自动地在技术设备的在线运行中与技术设备的实际动力学过程特性相匹配（自动的在线适配）。

在此，技术设备的在线运行应当被理解为实际地运行技术设备，例如在技术设备正常运行中但也可以在技术设备启动的情况下，并且由此产生技术设备的实际的动力学过程特性。

自动的在线适配现在如下地进行，即测量技术地确定技术设备的实际的动力学的过程特性。此外，在使用技术设备的模型的条件下还通过仿真来确定技术设备的理论上的（最优的）过程特性。

然后一直改变（适配）退耦环节的至少一个可适配的参数，直至技术设备的实际的动力学过程特性在可预定的范围或品质中相应于技术设备的理论上的（最优的）过程特性。

由此，在本发明中利用第一调节回路以及利用（在使用具有自动在线适配的参数的退耦环节的条件下耦合的）第二调节回路提供用于技术设备的自动适配的调节。

可以优选地首先基于理论上的退耦环节进行该退耦环节的确定。

该理论上的退耦环节的确定可以基于通过技术设备预先给出的（实际的）设备动力学进行。简单地说，在使用预先给出的设备动力学的条件下可以确定理论上的退耦环节。

这种退耦两个调节回路的、理论上的退耦环节可以是提前环节或延迟环节。

延迟环节E（s）通过如下关系式确定，例如在（一阶的）PT1线路具有较小的时间常数TPT1并且（三阶的）PT3线路具有较大的时间常数TPT3（TPT1<TPT3）的情况下

E (s) = \frac{1}{{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} \cdot s)}^{2}},

其中，TPT2=TPT3-TPT1。

提前环节E（S）例如通过如下关系式确定，例如在（二阶的）PT2线路具有较小的时间常数TPT2并且（三阶的）PT3线路具有较大的时间常数TPT3（TPT2<TPT3）的情况下

E (s) = \frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)}

由此可以利用两种退耦环节E（S），即延迟环节和提前环节，来区别在动力学过程中以及由此在两个调节回路中的两种互相影响的不同的情况/类型，即一方面是通过具有延迟特性的环节来退耦的调节回路的情况，而另一方面是其中需要具有提前特性的退耦环节的情况。

直观且简化地表达，相应于给出的设备动力学，第一调节回路对共同的过程参数产生比其在第二调节回路中更短时间/更长时间地影响，从而对于两个调节回路的退耦相应于该设备动力学选择提前环节或延迟环节。

当考虑噪声特性时也可以改善这样的退耦的可用性。简短来说，退耦的前提条件应是也可以接受噪声特性。直观地表达，退耦环节应当不（仍）放大噪声。

特别地，具有提前特性的理论上的退耦环节（提前环节）恰好倾向于该噪声放大。

为此本发明还设置，通过噪声补偿环节ER（s）来扩展理论上的退耦环节（噪声补偿的理论上的退耦环节），其通过相应的补偿特性，即通过对理论上的退耦环节的放大进行抵消的（放大）减少，至少补偿来自于理论上的退耦环节的噪声放大。

特别地可以如下地确定这样的噪声补偿环节E_R（s）

E_{R} (s) = \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s}

随后可以如下地确定扩展了噪声补偿环节E_R（s）的理论上的退耦环节E（s），即噪声补偿的理论上的退耦环节（仍是E（s））

E (s) = \frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)} \cdot \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s}

本发明还设置，理论上的退耦环节，特别是该噪声补偿的理论上的退耦环节E（s）被扩展了静力学环节（Statikglied）F（s），该静力学环节考虑或消除在退耦的情况下的静力学分量（静力学补偿的理论上的退耦环节或噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节）。

因为假设理论上的退耦环节或噪声补偿的理论上的退耦环节为固定的值，即理论上的退耦环节或噪声补偿的理论上的退耦环节的输出信号保持在固定的值，由此待退耦的第二调节回路仅作为干扰参量调节器工作，所以可以设置，借助该理论上的或噪声补偿的理论上的退耦环节扩展的静力学环节可以再次减小（zurückgefahren）理论上的退耦环节或噪声补偿的理论上的退耦环节的（先前的固定的）输出信号。

特别地可以设置，这样匹配该静力学环节，使得减小退耦环节的输出信号的动力学相应于通过退耦环节与第一调节回路退耦的第二调节回路的动力学。

直观地来看或简化地表达，按照第一调节回路的变化对第二调节回路产生影响以及第二调节回路相应地作出反应的程度来减小退耦环节的输出信号。

这一点可以如下地调节技术地产生，即将第一调节回路的传递特性带有负号地耦合在理论上的退耦环节或噪声补偿的理论上的退耦环节的输出端处。

这可以在噪声补偿的理论上的退耦环节的情况下如下地描述：

E (s) - F (s) =

\frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)} \cdot \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s} - \frac{1}{{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} \cdot s)}^{2}}

本发明（作为至少一个可自动在技术设备的在线运行中适配的参数）还设置在退耦环节中可自动适配的退耦系数V，通过该退耦系数影响通过退耦环节退耦的强度。

特别优选地，在噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节中设置这样的退耦系数V，通过该退耦系数然后影响通过噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节退耦的强度（可适配的噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节）。

通过可在自动适配的范围内实施的该退耦系数V的变化（自动在线适配）由此可以直接对退耦的强度产生影响，并且由此利用当前存在的退耦环节（当前的退耦系数V）对于真实的传递特性与理论上的最优的传递特性的偏差进行补偿。

因为退耦环节的假定的时间常数与实际的传递线路不一致和/或线路具有在实际中不同的过渡特性，则因此也得出实际的过渡函数与待预计的过渡函数不同。

简化地表达，通过使用该退耦系数V（并且有针对性地改变退耦系数V）可以补偿在假定的（最优的）传递特性和真实的传递特性之间的偏差。

具有可适配的噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节的线路可以如下地描述

\begin{matrix} UE = V (E (s) - F (s)) = \\ V (\frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)} \cdot \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s} - \frac{1}{{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} \cdot s)}^{2}}) \end{matrix}

由此在本发明中现在还可以进行可适配的噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节的自动适配，其中在适配的情况下将理论上的（最优的）过程特性与调节后的过程的实际的动力学的过程特性相比较。

也就是一直改变（适配）退耦的强度，即退耦系数V，直至技术设备的实际的过程特性（可以在设备上例如借助相应的传感器测量）至少在可预先给出的程度或品质中相应于技术设备的最优的（可以通过仿真确定的）过程特性。

在此采用技术设备的实际的与最优的过程特性的一致性的可预先给出的品质来作为适配的中断标准。

例如，如果实际的过程特性与针对待适配的退耦系数V的值的最优过程特性的偏差低于可预先给出的边界值，则中断适配。对于适配过的调节使用退耦系数V的最后使用的值。

这样的边界例如可以以围绕理论上（最优的）过程变化的死区的形式表达。于是如果（对于退耦系数V的特定的值的）实际的动力学的过程特性或实际的过程变化在该死区内，则退耦或调节已经实现预先给出的品质，并且中断适配。

这样的死区特别适合于，能够将主要系统偏差与测量噪声和其它随机波动区别。

用于利用相应的中断标准来适配或改变退耦系数V的数值的（最优）策略是公知的。

在适配中附加地还可以引入或考虑如下基本知识，即在退耦系数V变化的情况下偏差如何变化。

通过（借助适配的退耦环节，特别是以适配过的噪声和静力学补偿的理论上的退耦环节形式的）退耦的调节回路提供用于技术设备的自动适配过的调节。

在按照本发明的用于调节技术设备的自动化系统中实施按照本发明的方法，并且在那里提供技术设备的调节的按照本发明的自动适配。由此按照本发明的用于调节技术设备的自动化系统也可以具有自动适配的调节。

该自动的按照本发明的适配由此一方面可以在技术设备启动的情况下、例如在蒸汽发电站启动的情况下实施，但也可以尤其在线、即在技术设备运行的情况下实施。由此可以实现将调节结构与实际的动力学的设备特性连续匹配。即，本发明允许在自动化系统的周期中对退耦环节进行必要时所需的匹配。

本发明也证明关于已经提到的优点是具有极大优势的。

由此在本发明中可以实现较高阶的退耦环节，反之在手动的参数化的情况下仅使用一阶退耦环节。本发明通过其自动的匹配允许操作多个参数，而不能再使用手动地利用设备试验操作其。

本发明由此不仅实现了退耦环节不必再手动地在运行中进行。而且也通过具有较高阶的退耦环节的可能性获得了以迄今为止的过程不可实现的调节品质。

通过本发明能够实现的对调节结构的自动匹配不仅在技术设备启动时而且在技术设备运行中、即技术设备在线运行时证明是可快速实施的并且由此也极其低成本的。

本发明将退耦环节自主地适配到调节后的过程的实际的动力学特性，并且因此相对于设备动力学的规定是非常鲁棒性的。

此外，本发明与估计算法相连，该估计算法在在线运行时确定过程的动力学。

此外，本发明本身仅具有离线确定或能够离线确定的参数。本发明还证明相对于错误设置的参数，诸如在调节回路中的时间常数和传递环节，是极其容错的。

本发明还证明为相对于计算开销和存储位置要求是具有优势的，并且由此极其适合于在自动化系统以及特别是在蒸汽发电站控制系统中应用。

由此通过本发明首次可以实现降低调节结构的启动持续时间、降低调节结构的启动开销以及提高调节的质量。

迄今为止给出的本发明的优选技术方案的描述包括多个特征，其在各个从属权利要求中部分综合地重复多次。但这些特征也由专业人员合适地单独考察以及综合为有意义的另外的组合。

特别地，这些特征分别单独地以及以任意的组合与按照相应的独立权利要求的按照本发明的方法和/或装置来组合。

附图说明

附图中示出了本发明的进一步详细解释的示例。附图中：

图1示出了在蒸汽发电站中的过程的调节技术图示，

图2示出了按照本发明的实施例具有嵌入的退耦环节的两个耦合的调节回路（燃料调节，新蒸汽调节（Frischdampfregelung））的过程线路的简化调节技术模型，

图3示出了按照本发明的实施例在第一过程参数（燃料热流量）和第二过程参数（新蒸汽温度）之间匹配的退耦的框图，

图4示出了按照本发明的实施例在固定假定的退耦系数V的情况下在错误假定退耦参数或线路特性的情况下关于可能的过渡函数的变化的概览，

图5示出了按照本发明的实施例在跳跃式地改变第一过程参数（燃料热流量）的情况下第二过程参数（新蒸汽温度）的不同的过渡函数的变化（不具有退耦、具有经验确定的退耦、具有按照本发明的退耦）。

具体实施方式

实施例：在发电站调节回路中提前环节和延迟环节的在线参数适配

过程方案-在蒸汽发电站中产生蒸汽/获得电能

图1以简易图示出了在蒸汽发电站中从产生蒸汽至获得电能的不同过程1（模型29或调节回路建立200）。

蒸汽发电站的期望的电功率2在此如图1所示的那样直接与所使用的燃料3的使用量相关。

调节器4依据预先给出的额定值6和当前产生的电功率5来调节至燃烧室7中的燃料3输送。

图1中以矩形100框入的区域包括在过程1中的燃烧热作用于所使用的给水8或作用于水蒸汽9的位置。

在蒸汽产生器10中，如图1所示的那样，使用由燃料的燃烧过程释放的热来产生水蒸汽9。为此通过给水泵11向蒸汽产生器10输送（给）水8。然后通过过热器12进一步提高所产生的蒸汽的温度。

为了能够精确调节高的温度并且由此保持稳定，在将蒸汽9加热至额定温度13的过热器12之前设置喷射装置14，该喷射装置在需要时导入给水8并且由此可以冷却地干预过热过程。

喷射调节器15通过上级设置的调节器16依据当前的新蒸汽温度17和预先给出的新蒸汽额定值13来获得其额定值。

所产生的新蒸汽9，如图1所示的那样，经由涡轮调节阀18输送给设备的涡轮19，该涡轮最终通过在其上耦合的发电机20提供电功率2。

如果（新）蒸汽9在涡轮19处已经完成了其机械功，则该蒸汽通过冷凝装置21冷却并且以流体的形式通过给水泵11再次输送给过程1。

具有“延迟特性”和“提前特性”的所耦合的调节回路/退耦情况

在图1中示出的有效循环内可以在调节回路之间识别两种不同的相互作用，其基于（两种）不同的退耦情况（“延迟特性”，“提前特性”）。

退耦情况“延迟特性”

如果（根据图1）要提高电功率，则调节相应的调节器4，使得输送更多的燃料3。然而，提高的燃料输送意味着更大的蒸汽生成，其中因此同样必须提高给水流8。

给水流通过调节器依据所产生的水蒸汽的蒸发器出射焓（Verdampferaustrittsenthalpie）来调节（未示出）。

因为在燃料3和给水流8之间存在直接关联，所以在此不必等待蒸发器出射焓的变化。

在此，提高给水8比提高燃料物料流量3更直接地作用于蒸发器出射焓。

因此这导致了，对于提高给水热流8，最终仅需提高给水泵11的输送量。相反，从提高燃料3的输送量至燃烧过程中最终的热释放并且传输到蒸发器管经历较长的时间。

因此必须以一定延迟进行给水流量8的提高，因为，到给水8上的热传输也是相对于用于提高燃料物料流3的信号延迟过才进行。

在这种情况下，由此燃料调节回路30和给水调节回路（耦合的调节回路）的具有延迟特性的退耦是必须的。

退耦情况“提前特性”

图1中在两个调节回路之间的可识别的第二相互作用涉及燃料调节回路30和关于喷射的用于新蒸汽温度调节的调节回路50（新蒸汽调节回路50）（耦合的调节回路）。

当通过叠加的回路（参见上级设置的调节器16）可以识别出新蒸汽温度17提高时，在过热器12的输入端之前的给水喷射装置14才对经由过热器面积（未示出）对蒸汽9进行的较大加热作出反应。

从提高燃料3的输送量至燃烧过程中最终的热释放并且至蒸发器管的传输经历较长的时间。但释放的热直接作用于过热器。相反，给水喷射装置14仅作用于过热器12的入口并且同样经历长的时间，直至过热器入口处的蒸汽温度的变化对过热器出口产生影响。

总之，燃料热流3比给水喷射装置14更快地作用于新蒸汽温度17。

然而因为绝不应产生过高的新蒸汽温度17，所以必须尽可能提早地通过喷射嘴（在14处）导入给水8来冷却。

燃料调节回路30和新蒸汽调节回路50相应地通过具有提前特性的退耦来退耦。

具有提前特性的退耦

即使下面示例性地进一步阐述燃料调节回路30和新蒸汽调节回路50的退耦（具有提前特性的退耦），但本领域技术人员将在此相应地将该方法也应用于燃料调节回路30和给水调节回路的退耦（具有延迟特性的退耦）。

图2示出了两个耦合的调节回路30、50的、即燃料调节回路30和新蒸汽调节回路50（参见图1）的两个过程线路23、24的简化调节技术模型22。

在此如图2所示，燃料调节回路30中的传递特性通过PT2环节31（二阶PTn环节，其中n是阶位）描述，新蒸汽调节回路50中的传递特性通过PT3环节51（三阶PTn环节）描述，其中相应地选择时间常数TPT2、TPT3和放大系数KPT2、KPT3。

两个调节回路30、50，即燃料调节回路30和新蒸汽调节回路50（参见图1）的退耦应当这样彼此退耦两个过程线路23、24中的两个输入参量U1（燃料物料流）、U2（给水喷射），使得尽可能小地改变输出参量x（新蒸汽温度）。

两个过程线路23和24如图2所示通过在两个线路之间嵌入的退耦环节25与提前特性相连。

在此，退耦环节25（作为那里的输入信号）获得燃料热流的信号路径23的输入信号U1；退耦环节25的输出信号UE以相加形式接入到给水喷射的信号路径24的输入信号U2。

如下地简化模型，即假定围绕工作点呈现线性化，即过热器12的时间常数被看做恒定。

还将测量延迟转移为两个输入信号U1和U2的单个的延迟。

对于燃料热流的信号路径23的PT2环节31的假设和（基于在喷射装置14之后的温度额定值）对于给水喷射的信号路径24的PT3环节的假设表示对实际的延迟环节的近似。

还忽略叠加的新蒸汽调节器（参见图1）并且假定，在U1改变时输入信号U2不变。

如下地描述退耦环节25

E（s）=E1（s）*E2（s）

其中E1（s）作为理论上的退耦环节并且E2（s）作为噪声补偿，其中

E_{1} (s) = \frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)}

E_{2} (s) = \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s}

在此E2（s）构成（噪声）补偿环节，其补偿了“理想的”退耦环节E1（s）的噪声放大。

参数TD表示E1（s）的放大的倒数。TX被选择为该放大的按百分比的值。这样确定放大的百分比份额，即对于不同的线路时间常数和系数分别不发生噪声放大。

图3（基于按照图2的退耦）示出了匹配的退耦26，其考虑了退耦环节25的输出信号UE不允许具有固定值，而是在一定的时间后必须再次消失。

在这种情况下该降低/消失应在哪个时间以及在哪个特性中发生，可以如下地估计。

如果燃料热流量3改变，则新蒸汽温度17在所叠加的调节器16未干预的情况下以通过过热器14的作为模型描述的热传递过程来预先给出的动力学进行改变。

在该动力学中，所叠加的调节器16能够接受对改变过的喷射的规定，为此退耦环节25的输出信号UE应当以该动力学减小。

在假定燃料热流3与新蒸汽温度17的作用关系可以通过PT2特性来表征时，（如图3所示）通过具有对于所提及的作用关系确定的时间常数的PT2环节27来实现撤回固定的终值。

现在如果假定的时间常数TPT2、TPT3不与真实的线路一致或者线路具有在实际中不同的过渡特征（与假定的PTn环节不同），则因此也得出与待预计的过渡函数（U1/UE）的偏差。

为此如图3所示那样，可适配的退耦系数V28被施加到迄今为止的模型，其补偿线路与假定的模型的偏差。

图3可以如下调节技术地表达：

UE = V (E (s) - F (s)) =

\begin{matrix} V (\frac{{(1 + \frac{T_{PT 3}}{3} \cdot s)}^{3}}{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} s)^{2} \cdot (1 + s)} \cdot \frac{1 + T_{D} \cdot s}{1 + T_{X} \cdot s} - \frac{1}{{(1 + \frac{T_{PT 2}}{2} \cdot s)}^{2}}) \end{matrix}

匹配过的退耦环节的自动适配（图4，300，310，320，330）

匹配算法现在自动地匹配该退耦系数V。

为了匹配退耦系数V28，为此将最优的过程特性73与调节后的过程的实际特性74、75相比较。然后由此得出V20的放大或缩小的必要性。

退耦系数V28由此一直（自动地）缩小或放大（自动匹配退耦），直至实际过程特性74、75相应于最优的过程特性73。

图4示出，怎样实施退耦系数V的适配（300，310，320，330）。

图4（在坐标图70中）示出了在固定假定的退耦系数V的情况下在错误地假定退耦参数或线路特性的情况下关于可能的过渡函数74、75的变化的概览。横坐标71是时间（t）；纵坐标72是过程参数新蒸汽温度。

如图4所示，将现有的假定的模型和待预计的过渡函数看做参考信号/参考变化73。

根据该参考变化73然后做出决定：退耦系数V28必须如何改变和改变至何种程度。

参考信号73在此始终在新蒸汽调节回路50的当前额定值77（在此为新蒸汽温度额定值77）的一侧，并且由此不具有负尖峰（Unterschwinger）。

图4以参考曲线变化73示例性地对于燃料热流和给水喷射30、50的相互关系的所观察过程示出了可能的确定的参考信号73，该参考信号由假定的模型（参见图3）和视为给出的线路参数来确定。

如图4还示出的，死区76位于参考信号73周围。由此可能的是，能够将主要系统偏差与测量噪声或其它随机波动区别。

在（首先）任意假定的退耦系数V的情况下，现在能够出现两种极端情况，其通过两个曲线变化74、75来表示。

如果首先过大地选择（75）退耦系数V并且由此退耦电路过强，则形成负尖峰并且曲线变化75在参考信号73的曲线变化之下。

如果退耦系数V过小（74），则所计算的退耦环节具有过小的退耦强度并且实际信号变化74的振幅大于参考信号73的振幅。

由此现在导出规则，必须何时放大以及何时缩小退耦系数V。

在如下情况时必须放大V：

-真实的新蒸汽温度位于死区76之外，和

-所测量的新蒸汽温度的绝对值大于模型的新蒸汽温度，和

-真实的新蒸汽温度和模型的新蒸汽温度具有相同的符号。

在如下情况时必须缩小V：

-真实的新蒸汽温度位于死区76之外，和

-真实的新蒸汽温度和模型的新蒸汽温度具有不同的符号。

相应于该规则一直改变退耦系数，直至实际的过程特性相应于最优的过程特性，即直至实际的变化位于死区76中。

图5比较在跳跃式地改变燃料热流的情况下新蒸汽温度的不同的过渡函数的不同变化80、81、82（不具有退耦81、具有经验确定的退耦82、具有按照本发明的退耦80）。

变化80示出了在已经确定的退耦系数V的情况下通过匹配算法得出的过渡函数。曲线变化80具有期望的形状并且没有出现负尖峰。

变化81示出了没有退耦的过渡函数；变化82示出了在手动/经验的参数适配的情况下的过渡函数。两种变化81、82指出与自动适配的调节相比更小的调节品质。

虽然本发明通过优选的实施例进一步详细阐述并描述，但本发明不受所公开的示例的限制并且可以由本领域技术人员由此导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于自动适配技术设备的调节的方法，

-其中对于技术设备的调节建立（200）调节回路，在该调节回路中在使用退耦环节（25，26）的条件下至少退耦第一调节回路（30）和第二调节回路（50），该退耦环节具有至少一个能够适配的参数（28），和

-将所述退耦环节（25，26）的所述至少一个能够适配的参数（28）自动地在所述技术设备的在线运行中适配（300）于所述技术设备的实际的动力学的过程特性（74，75），其中

-以测量技术确定（310）所述技术设备的实际的动力学过程特性（74，75），

-在使用所述技术设备的模型（29，22）的条件下通过仿真来确定（320）所述技术设备的理论上的最优的过程特性（73），

-一直改变所述退耦环节（25，26）的所述至少一个可适配的参数（28），直至所述技术设备的实际的动力学的过程特性（74，75）在能够预先给出的范围或品质中相应于（330）所述技术设备的理论上的最优的过程特性（73）。

2.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，所述退耦环节（25，26）包含提前环节或延迟环节，和/或其中，在使用预先给出的设备动力学的条件下确定所述退耦环节（25，26）。

3.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，所述退耦环节（25）具有噪声补偿环节。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，所述退耦环节（25）具有静力学环节（27）。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，这样匹配所述静力学环节（27），使得噪声补偿的理论上的退耦环节（25）的输出信号在所述第一调节回路（30）的变化对所述第二调节回路（50）产生影响并且所述第二调节回路（50）相应地作出反应的程度上被减小。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，在所述退耦环节（25）中将能够自动适配的退耦系数V（28）看做所述技术设备的在线运行中的所述至少一个能够自动适配的参数（28）。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，在自动的在线适配（300）的情况下考虑在所述技术设备的理论上的最优的过程特性（73）的情况下的死区（76），和/或其中，当实际的动力学的过程特性（74，75）位于在所述理论上的最优的过程特性（73）的情况下考虑的死区（76）内时，则结束所述自动在线适配（300）。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，其中，所述技术设备是发电站，特别是蒸汽发电站。

9.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，将该方法用于所述第一调节回路（30）和所述第二调节回路（50）的自动退耦。

10.根据上述权利要求中至少一项所述的用于自动适配技术设备的调节的方法，在所述技术设备启动的情况下和/或在所述技术设备运行期间将该方法用于调节的适配（300）。

11.一种具有对技术设备进行的调节的自动化系统，在该自动化系统中实施根据上述权利要求中至少一项所述的方法和/或通过根据上述权利要求中至少一项所述的方法自动适配过的调节。