过热汽温多模型内模控制及其工程应用

过热汽温被控对象具有大惯性、大迟延特性且对象参数随负荷变化较大,为此,该文提出了过热汽温的多模型内模控制策略并成功应用于长兴电厂#2机组1 024 t/h超高压锅炉。根据机组负荷的运行范围,在5个典型的工况点建立了被控对象的模型,基于对象模型设计了5个内模控制器并采用输出加权的方式来形成控制器的最终输出信号,以实现过热汽温的宽负荷控制。从控制系统的投运效果看,无论对于稳态过程或负荷变化过程,过热汽温都能维持在要求的控制范围内,能够有效保证机组的安全经济运行。     

基于全局动态模型的锅炉主汽温GPC优化控制

锅炉主蒸汽温对象的复杂非线性动态特性使得常规设计的固定参数比例-积分-微分(PID)串级控制很难适应工况变化和保证各种环境下的控制品质.为此,采用基于SOM的RBF-ARX模型框架,通过运行数据离线辨识的方法获取主汽温对象全局动态模型参数,在该模型基础上设计具有滚动优化和反馈校正功能的广义预测控制(GPC)器.220 t/h高压煤粉锅炉模型上的仿真结果和130 t/h煤粉炉上的工程应用均显示该方法得到的全局动态模型具有较高的预测精度,设计的GPC控制器具有较强的工况变化适应能力,能够适应多煤种变化和负荷变化.     

一种模糊控制算法在主汽温控制系统中的应用

针对主汽温具有影响因素多、时滞较大及模型时变的特点，提出了主汽温自整定模糊控制算法。该算法利用解析公式形式，对主汽温偏差及其变化率、导前汽温变化率进行了综合考试，并可根据运行工况自动调整各模糊变量的加权因子，其控制效果优于常规的控制系统。     

DMC算法在监控层嵌入到DCS层组态软件中的技术

提出了预测控制算法在监控层嵌入到DCS层组态控制软件中的应用技术。论述了该技术及其应用在某热电厂CFBB过热汽温控制中的技术方案,包括汽温对象特性描述及常规控制方案分析,改进的汽温控制方案设计。该方案将喷水减温执行机构的非线性特性的增益调度补偿、具有前馈-反馈结构的DMC预测控制和DMC-PID串级预测控制等先进控制技术综合应用,获得了良好的现场工业应用实验效果。     

基于多模型切换的过热汽温自适应预测控制

为了克服电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷显著变化对系统控制带来的困难,采用了一种基于多模型切换的自适应预测控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识过热汽温对象的动态特性.在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计预测控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时证明了所提出的多模型控制策略可以保证闭环系统输入输出有界稳定.仿真结果表明该控制策略在大工况范围具有良好的动态调节品质和鲁棒性能.     

直流炉主汽温前馈补偿

针对大型直流炉主汽温对象的调节特点,充分考虑中间点温度对主汽温的影响,将中间点温度作为前馈信号引入喷水减温调节系统中,提前对喷水减温调节系统进行控制.本系统以某电厂直流炉主汽温对象为模型仿真,仿真结果表明,取得了满意的控制效果.     

直流炉主汽温前馈补偿

针对大型直流炉主汽温对象的调节特点,充分考虑中间点温度对主汽温的影响,将中间点温度作为前馈信号引入喷水减温调节系统中,提前对喷水减温调节系统进行控制.本系统以某电厂直流炉主汽温对象为模型仿真,仿真结果表明,取得了满意的控制效果.     

基于果蝇算法的过热汽温自抗扰优化控制

锅炉过热汽温的动态特性会随运行工况发生较大变化,传统的控制方法难以达到理想的控制性能。该文基于线性自抗扰控制器设计串级优化控制方案,根据现有的比例-积分-微分(PID)控制器参数计算自抗扰控制器参数初值,进而基于改进的优化指标,采用果蝇算法优化出一组适用于不同工况的固定控制器参数。仿真结果表明:该方案能够很好地平衡快速性与稳定性的矛盾,且具有更好的性能鲁棒性。     

单元机组协调系统的多模型自适应解耦控制

针对火电单元机组被控对象多变量、强耦合及模型参数随负荷显著变化的特点,提出一种基于多模型自适应解耦控制的协调控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识机组对象的动态特性,在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计解耦控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时对多模型控制系统的全局稳定性进行了证明.通过对300MW亚临界直流燃煤机组协调控制系统的仿真表明:该控制策略对负荷变化适应快,且可获得良好的动、静态解耦控制效果.     

ALSTOM气化炉的多模型预测控制

为了克服ALSTOM气化炉多变量、非线性的特性给系统控制带来的困难,提出了一种多模型预测控制(multiple model predictive control, MMPC)算法.根据气化炉在多个工况下的局部线性模型,设计了一组简化状态估计的子预测控制器.通过子模型输出误差项的无量纲化处理,改进了递推贝叶斯加权策略,并对各子预测控制器的输出进行了加权计算,得到了系统的实际控制量.将该多模型预测控制算法用于ALSTOM气化炉的控制,仿真结果表明:在压力扰动测试中,即使各控制量受到严格的约束,各输出量的偏差仍能维持在规定的范围内;在变负荷测试中,系统能够迅速跟踪负荷设定值的变化,从而满足了基准测试的各项要求.     

多模型块结构Laguerre函数预测控制在再热汽温系统中的应用

为了降低传统预测控制计算负荷并解决被控对象非线性的问题,融合Laguerre函数、块结构思想与多模型控制技术,提出了一种新型预测控制方法,并将其应用于超临界机组再热汽温系统.针对实际再热汽温系统经济性差的问题,通过改进传统预测控制目标函数,提出了集成经济性的性能指标.仿真结果表明,多模型块结构Laguerre函数预测控制方法可以完全关闭喷水阀门以提高机组经济性,在不同负荷点上均可得到优良的控制效果,计算负荷明显降低.工程应用结果表明,无论是在稳定负荷还是变负荷情况下,该方法均可以有效减小再热汽温波动范围,减少事故喷水量,提高再热汽温系统的安全性、稳定性和经济性.     

并列运行发电机组热耗的一种建模方法

根据并列运行汽轮发电机组的特点，提出了应用等效焓降法建立机组热耗量模型的一种方法，论述了给水流量和各种辅助汽术流量对机组经济性的影响，该模型应用范围广、精度高，适应于并列运行机组的各种不同运行工况，也运用于单元机组．     

锅炉主蒸汽温度偏低的现象分析及处理

<正>新疆天富热电二厂2#锅炉(DG220/9.8-18型)为东方锅炉厂生产的高温高压自然循环锅炉,额定压力9.8MPa,额定蒸发量为220t/h,主蒸汽温度540℃,二级喷水减温。该锅炉自05年8月份以来,由于主蒸汽温度偏低致使无法稳定带负荷,严重影响了机组安全和经济运行。12#炉主汽温度偏低现象分析二厂2#炉自2005年8月份以来,锅炉主汽温度存在主     

基于网络的过热蒸汽温度可靠性控制

研究了在考虑执行器故障情况下,以及过热汽温的控制信号通过网络进行传输的情况下,过热汽温的温度控制系统的可靠性控制问题。建立了执行器随机故障模型,以串级控制为基本控制策略,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequities,LMIs)技术,给出了系统随机均分稳定条件,提出了考虑执行器具有随机故障的过热蒸汽控制系统的控制器设计方法。通过仿真实验证明了提出的控制器设计方案的有效性。     

基于多模型切换阶梯式广义预测控制的电站锅炉主汽温控制

为改善大型电站锅炉主汽温控制中自动化程度低、控制品质较差的问题,针对过热回路的大惯性、大滞后以及对象模型随负荷变化较大等特点,提出了一种基于模型切换的阶梯式广义预测控制方法,并将风量、上层磨煤量、蒸汽流量等影响因素综合应用于主汽温串级控制.该方法已在山东石横电厂1 025 t/h大型锅炉中进行了应用,结果表明,在机组正常工作负荷范围内均具有很好的控制品质,成功解决了该厂自建厂以来一直无法解决的主汽温自动控制问题.同时此控制器的设计具有较好的通用性和可移植性,适用于大滞后严重非线性时变系统的控制,易于推广应用.     

基于专家PID算法的火电厂超超临界机组主汽温控制系统的研究

本研究采用专家PID控制器做主调节器,将专家控制和PID控制相结合,这种方法不需要预先知道对象的精确模型,设计思路清晰,物理意义明确。通过将该方法应用于电厂超超临界机组主汽温控制系统并与常规PID串级控制系统进行仿真比较,结果表明控制系统的性能得到较大的提高。     

超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制

研究了一种超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制方法.通过锅炉系统动态特性分析,构造了锅炉给水及过热汽温控制对象逆动力学模型输入向量结构,采用递推最小二乘支持向量机实现逆动力学模型的在线辨识,建立自适应逆控制系统,同时考虑直流锅炉出口汽温以及微过热汽温等对给水量和各级喷水量的共同需要,实现直流锅炉给水及过热汽温的综合控制.仿真试验表明,该控制系统具有良好的控制品质和自适应能力,并能有效地消除汽温分段控制方法中存在的控制量反复振荡现象.     

600 MW超临界锅炉汽温特性的数值模拟

应用数值模拟方法,研究了一台600 MW超临界锅炉中间点温度和过热汽温的变化特性,发现在燃水比及给水焓变化后,中间点温度与过热汽温度的变化方向一致,但过热汽温的变化幅度较大.结果表明,燃水比对过热汽温有较大的影响,而中间点温度能反映出燃水比是否合适.因此,在超临界机组的运行中,控制好中间点温度,就可较好地控制好过热汽温.     

超临界供热机组滑压优化试验研究

目前超临界供热机组的滑压曲线多由纯凝工况的滑压曲线修正得到,一方面不能满足机组经济性需求,同时给运行操作带来不便。文中通过对超临界机组滑压运行特点分析,对某超临界供热机组进行滑压试验,选取纯凝、供热两种工况,考虑背压、供热流量两个变量对滑压曲线的影响,进行了多组试验,试验结果表明:1)定功率滑压优化时,相同电功率时,纯凝工况与供热工况的最佳主汽压力点存在较大偏差; 2)以主蒸汽流量为自变量设计滑压曲线时,最佳主汽压力与主蒸汽流量接近线性关系,说明以主蒸汽流量为自变量的滑压曲线能够较好适应背压和供热流量的变化。3)定主蒸汽流量设计滑压曲线,供热工况时部分负荷可降低机组热耗率约17kJ/kW·h。     

火电厂过热汽温串级PID的快速稳定优化

针对火电机组大迟延的特点,提出了一种基于鲁棒约束的串级PID(比例-积分-微分)控制器稳定域优化方法.该方法首先根据时延系统的模型得到串级PID控制器参数的稳定域,然后利用鲁棒灵敏度函数的最大值获得最优的控制器参数.通过对火电机组过热汽温串级控制系统的仿真研究,表明该方法可以快速地确定串级控制器的最优参数,为火电机组热力系统的PID控制器参数优化提供了一种简单有效的方法.