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.     

浅谈火电厂过热气温控制系统的改进

国内大多数火电厂过热气温控制主要通过过热器来实现,过热器一般采取串级控制和导前微分控制的方式来保证锅炉气温维持在一定范围内波动,但容易出现超温的问题。近几年,广义预测控制（GPC）得到了广泛应用,该控制系统具有自适应能力较强、系统响应快等优点。本文对基于阶梯式GPC控制器的过热气温自动控制系统进行了详细介绍。     

火电厂汽包锅炉汽温控制的研究进展与发展趋势

在整个锅炉汽水中工质的最高温度来源于火电厂汽包锅炉中出来的过热蒸汽温度,过高温度的运行势必会引发安全问题。而汽温调节则受控于大惯性、多容量的系统,受干扰因素很多。因此,汽温调节控制十分困难。在火电厂汽包锅炉过热气温控制方法多样性的基础上,介绍了该汽温控制系统的结构、研究进展以及发展趋势。     

火电厂汽包锅炉汽温控制的研究进展与发展趋势

火电厂汽包锅炉出口的过热蒸汽温度是整个汽水行程中工质的最高温度,对于电厂的安全经济运行有着重大影响.由于汽温调节过程是典型的大时延热工过程,受控对象为多容量、大惯性系统,扰动因素众多,给汽温调节带来很大的困难.基于火电厂汽包锅炉过热汽温控制方法的多样化,本文介绍了过热汽温控制系统的结构、控制方法及其发展现状与趋势.     

2自由度PID锅炉过热汽温调节系统的研究

本文提出了一种２自由度锅炉过热汽温调节系统。分析及仿真表明，２自由度ＰＩＤ可大大提高过热汽温调节系统的调节品质。     

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.     

火力发电锅炉主汽温控制系统的动态矩阵控制策略

针对火力发电锅炉主汽温控制系统的大惯性、纯滞后和非线性等特点,提出一种基于动态矩阵控制的主汽温预测控制策略。根据过热蒸汽传输通道特性,将减温水流量扰动作为前馈补偿;综合考虑机组负荷、燃料波动等扰动因素设计动态矩阵控制器;采用有限时段的滚动优化策略,并引入基于误差的反馈校正算法,从而能全面考虑模型失配、时变、干扰等引起的不确定性,及时弥补这些因素造成的影响,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明:与常规PID和Smith预估控制策略相比,在施加扰动情况下所设计的控制策略调节时间最多可减少314.28 s,超调量最多可降低12.6%;在模型失配情况下调节时间最多可减少516.66 s,超调量最多可降低15.46%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差低于±5℃,动态和稳态性能得到了很大改善,能有效满足发电锅炉主汽温控制系统的实际要求。     

电厂过热汽温串级系统的约束预测控制

针对实际电厂过热汽温系统中减温水阀门受到物理约束限制,外环控制器计算的设定值造成执行机构饱和从而影响系统性能的问题,提出了串级预测控制算法,并采用约束预测控制算法进行求解,在系统约束范围内求得系统性能的优化解,对电厂过热汽温控制系统进行了仿真论证.仿真结果表明,过热汽温系统控制量能被有效控制在约束范围内,并且系统保持了良好的运行结果.     

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.     

基于极值搜索算法的过热汽温控制系统优化方法

提出一种基于极值搜索算法的过热汽温控制系统PID参数优化策略.首先介绍了极值搜索算法的基本原理,然后基于该算法设计了过热汽温优化控制系统,最后通过大量仿真实验详细研究了极值搜索算法主要参数变化,以及采用不同目标函数,对优化结果的影响.该方法不依赖于对象的数学模型,而采用阶跃响应实验来获得系统性能指标相对于参数拢动量的梯度信号,在线调整PID控制器参数.仿真结果表明,基于该方法优化的过热汽温控制系统具有良好的动态调节品质和较强的适应性.     

基于差分型思维进化算法的受限广义预测控制

针对广义预测控制(GPC)的滚动优化对受限控制量求解的复杂性,笔者提出一种基于差分型思维进化算法的受限广义预测控制方法(DMEAGPC)。用差分型思维进化算法处理带约束的非线性优化问题,以此作为滚动优化策略,求得最优控制律。并将该算法应用于电厂再热汽温系统,仿真结果验证了该算法的有效性和可靠性。     

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.     

锅炉改造燃烧过程的自动控制

针对钢厂循环流化床锅炉改造的燃烧过程自动控制,提出了输煤系统和燃烧系统进行联动控制的一种方案,从而减少了锅炉结焦事故的发生。以锅炉给煤系统采用单片机控制变频器的闭环交流调速为重点,结合锅炉其它自动控制系统,如汽包水位、过热蒸气温度、炉膛负压等接口,采用模糊PID自整定算法,并对控制算法进行了研究与仿真。仿真结果表明,该控制算法具有超调量小、稳定性好、对模型参数适应能力强等特点,能够取得良好的控制效果。     

基于粒子群布谷鸟融合算法的主汽温系统控制器参数优化

火电厂主汽温系统具有大惯性、大时滞特性,经典串级比例-积分-微分控制器(PID)难以实现对主汽温系统的精细控制,本文利用粒子群与布谷鸟的融合算法对主汽温控制系统的控制器参数进行优化,通过选择合适的目标函数,对某600 MW直流锅炉主汽温控制系统进行了优化,与工程整定法、粒子群算法的控制结果相比,粒子群布谷鸟融合算法具有更好的全局寻优特性,具有更好的动态性能与抗干扰能力.     

负荷跟踪型发电系统协调控制方式的智能化

针对智能电网中火力发电的主要设备——锅炉中蒸汽温度控制系统的时变特性和系统大滞后特性, 电网要求发电机组既能快速响应负荷变化, 又能保证自身的安全、稳定、经济运行. 为了提高电力系统的安全运行水平, 以及常规电源的利用效率, 结合了锅炉对负荷需求响应快, 以及汽轮机随主蒸汽压力变化平稳的优点, 提出了一种负荷跟踪型的机炉协调控制方式, 并加入了基于模糊PID(proportional-integral-derivative, 比例-积分-微分)算法控制的智能时间常数补偿环节. 该环节能在负荷变化较大、需要利用锅炉蓄热时发挥作用. 仿真实验结果表明, 与常规PID 控制的协调系统相比, 模糊PID 控制能够得到更佳的动态性能参数和控制效果.     

模糊多模型控制在锅炉过热汽温系统中的应用

在对锅炉高温过热器汽温对象进行动态特性分析的基础上,设计了基于T-S模糊模型和PID控制器的模糊多模型协调控制系统,并给出了此协调控制系统的全局稳定性证明,仿真结果表明,用这种方法建立的汽温控制系统具有较好的控制品质性能和较强的自适应能力.     

循环流化床锅炉控制系统

循环流化床锅炉是一个分布参数、非线性、时变、大滞后、多变量紧密耦合的被控对象 ,常规控制方法难以取得理想的控制效果。分析了循环流化床锅炉结构与工艺特点 ,结合循环流化床锅炉动态数学模型 ,提出采用模糊控制和广义预测控制相结合的新控制思路。控制系统中各控制回路均采用模糊控制方案。还针对床温和主汽压的强耦合 ,设计了基于广义预测控制的指导系统 ,实现了床温和主汽压的解耦协调控制。该控制系统有效地解决了循环流化床锅炉控制中的难点问题 ,取得了满意的控制效果 ,并已被应用于实际工程     

铜转炉冶炼过程中余热锅炉水位的优化控制

以110 t铜转炉冶炼过程中余热锅炉为研究对象,探讨了锅筒水位的动态特性,推导了不同扰动之间的关系.分析了传统三冲量锅筒水位控制方案的不足,引入压力参数作为补充控制量,提出了改进的优化控制方案.通过对给水流量和蒸气流量信号的合成处理,简化了静态参数配合的调试和计算,提高了整个控制系统的鲁棒性.实际应用结果表明,锅筒水位的波动范围可控制在50 mm以内,产气量达12 t,同比增加40%,蒸气温度提高30%.