基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

基于非线性偏最小二乘回归的软测量建模及应用

针对复杂工业过程存在的多变量、相关性和非线性问题,提出一种新的基于非线性偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归的软测量建模方法。该方法利用PLS作为模型的外部框架来提取输入输出主成分变量,同时消除变量间的相关性,然后用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)作为内部函数来描述主成分变量之间的非线性关系,并引入基于误差最小化的权值更新策略,来改进模型的预测精度。以pH中和过程的Benchmark模型来验证该方法的性能,并与其他建模方法比较,结果表明该方法预测精度较高,而且具有较强的泛化能力。将该方法应用于某电站燃煤锅炉的NOx排放软测量建模之中,取得了较好的预测效果。     

基于数据挖掘的循环流化床锅炉辅机故障预警

为保障循环流化床机组辅助设备的安全运行,提出了一种基于模糊推理和滑动平均相似度的辅助设备故障预警方法。以改进模糊关联规则挖掘为基础的模糊推理被用于推断正常运行情况下设备状态参考值,采用测试数据与参考值之间的滑动平均相似度来判断辅机安全性的预警标准,采用层次分析方法来确定相似度函数中变量的权重,并将正常状态下的最低滑动平均相似度作为故障预警阈值,最后以某电厂300 MW循环流化床锅炉引风机为例进行验证。结果表明:当相似度低于故障预警阈值时,系统可发出警告报警和故障变量定位,因此所提方法能有效预测故障。     

冷却塔出塔水温的迭代计算方法

基于麦克尔焓差法原理,对循环水泵运行方式变化前后的进塔风速进行了估算,给出了冷却塔出塔水温的迭代计算方法.用数学方法对冷却塔特性数和冷却数随出塔水温及进塔风速的变化规律进行了分析,并对计算过程中非线性方程的多解选择问题及迭代退出条件进行了研究,最终确定出了符合物理意义的真实解.由此确定的循环水泵各运行方式下的出塔水温可直接用于循环水泵最优运行方式的确定,对现场中冷端系统的优化具有一定的现实意义.     

基于自适应遗传算法的协调控制系统优化

针对火电单元机组的协调控制系统,提出了一种基于自适应遗传算法的多变量鲁棒PID控制器参数寻优方法.以控制器设定点跟踪性能为优化目标,鲁棒性能为动态约束,采用具有自适应交叉概率和变异概率的遗传算法寻优PID控制器参数.仿真结果表明,与传统遗传算法寻优所得PID控制器相比,基于自适应遗传算法的鲁棒PID控制器具有良好的负荷...     

火电机组定速循环水泵的全工况运行优化

为解决枚举法得出的定速循环水泵最优运行方式的局限性，通过分析汽轮机低压缸、冷却塔及凝汽器真空的全工况计算模型，提出了在环境温度相等的前提下进行循环水泵全工况运行优化，并对其流程进行了阐述，将排汽压力对汽轮机功率的修正曲线进行了全工况拟合，利用二分法求解机组各工况下循环水泵相邻运行方式的等效益点，进而获得等效益曲线，并采用二分法对某电厂的定速循环水泵进行了等效益曲线实例验证．结果表明：循环水泵优化运行后，平均可降低煤耗0．594g／（kw·h）．     

协调控制系统线性解耦方案机理分析

目前火电机组协调控制工程常用方法中的解耦信号多凭借现场经验构造,缺乏理论依据.对某机组简化负荷一压力非线性模型进行工作点小偏差线性化,得到传递函数矩阵描述的线性模型.采用对角矩阵法求取线性模型的解耦矩阵,得到多组解耦条件.对各组解耦条件进行不同程度的简化和近似,得到可实现的几组解耦信号,为工程方案解耦信号的选择与调整寻...     

330MW机组智能协调控制系统

在分析法国阿尔斯通ＭＩＣＲＯＲＥＣ电调系统的基础上，详细地分析了３３０ＭＷ机组智能协调控制系统，该系统在国内首先解决了电调系统同ＣＣＳ的接口问题，并成功地利用非线性补偿方法解决了原电调系统在汽机调节压力的方式下存在的系统不稳定问题。     

中速磨直吹式制粉系统的动态模型

大型锅炉多采用中速磨直吹式制粉系统,其动态特性对机组负荷压力控制产生重要影响。将制粉系统划分为给煤机、磨煤机、一次风粉管道,采用机理分析与数据拟合相结合的方法,建立给煤量、一次风量对进入锅炉炉膛总燃料量的动态模型,并对模型中主要参数的变化规律进行分析。现场燃料量扰动实验和仿真实验表明,模型能够反映制粉系统主要的动态特性和非线性特性,具有较好复现性。此模型同?str?m经典模型相结合可构成完整的汽包锅炉负荷压力动态模型。     

锅炉经济性分析及最优氧量的确定

在锅炉送风及炉膛压力控制系统中,氧量设定值的改变会导致锅炉热损失及送风机电耗的改变,从而影响电站经济性.针对机组运行状态发生改变后的氧量最优值更新问题,提出了改进的增量式模糊数值型关联规则挖掘算法,并以 1 台300 MW 机组为例进行了分析.结果表明:这种新的挖掘算法与传统的数据挖掘方法相比,具有良好的快速性,效率可提高4～16倍,大大减少了候选项集的数目,因而大量减少了重复计算的费用.该方法确定的氧量最优值可有效降低机组供电煤耗效率,并可提高机组运行经济性.