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。     

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...     

煤质劣化对锅炉热量分配影响的机理分析

受能源供应紧张影响电厂经常燃用劣质煤,其主要特点是灰分、水分大而发热量低,以此特征为基础建立一种煤质劣化模型。利用炉内传热相似理论求解方法,以一300 MW燃煤机组炉膛结构设计为例分析了不同劣化程度的煤质对锅炉主要设计参数造成的影响。计算结果表明:随煤中水分和灰分增加单位辐射热量降低,并且水分的影响大于灰分;随煤灰分增加单位辐射热量与单位对流热量之比升高,但随水分增加而降低。高负荷时,随煤中水分和灰分增加炉膛出口烟温略微降低;低负荷时,随煤中灰分增加炉膛出口烟温略微降低,而随煤中水分增加略微升高。     

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。     

一种协调控制系统参数的鲁棒整定方法

对某330MW机组简化非线性动态模型进行线性化后，利用环路成形H∞方法设计鲁棒控制器。通过遗传算法寻优发现。性能指标较好的鲁棒控制器分布在一特定空间内，将鲁棒控制器分解为控制阵和解耦阵，发现其解耦的原则是：在汽轮机调门扰动时要尽快补充锅炉燃料量并保证机前压力不发生过调。按此原则设计简单的单向解耦，并采用工程方法整定PID控制器，其传递函数同鲁棒控制器低阶项极为相似。仿真实验证明，按此方法设计的协调控制系统具有较好的动态特性和鲁棒性。     

基于数据融合的球磨机最佳负荷工作点判断

在分析能够反映磨负荷的参量基础上。提出利用数据融合技术判断磨运行状态的方法。根据磨的设计数据和历史运行数据给出各个参量对磨运行状态判断的可信度分配，再利用D-S证据理论对其进行融合得到各个参量综合判断，针对D-S证据理论可信度分配固定不变的缺点．提出一种改进的原则。实际运行表明，新方法具有可靠性高，便于实现的优点。     

500MW单元机组模糊多模型协调控制系统

针对1台500MW单元机组的仿真模型，设计了基于T-S模糊模型和鲁棒控制方法的多模型控制器，解决了单元机组机炉协调控制中的全程控制和解耦控制问题，并对多模型控制系统的全局稳定性进行了证明。仿真试验证明了控制算法设计的有效性。图6表3参7     

一种新的热量信号构造方法及实验研究

提出一种利用锅炉风量和排烟氧量计算热量的方法。对国内大量煤质特性进行分析后发现，单位质量煤燃烧消耗的空气量与发热量之间存在近似线性的关系，由此关系可以推导出利用风量和氧量计算热量的方法。在1台660MW机组上进行实验，结果表明，该信号具有足够的静态精度，比DEB热量信号具有更好的动态特性，同时也能实时反映燃料发热量的变化，非常适合作为控制反馈信号。仿真实验证明，用此信号设计协调控制系统可以大幅改善控制品质，同时能有效地克服燃料发热量变化的影响。图7表1参7     

电站锅炉高效烟气余热回收系统

基于典型600 MW燃煤机组的实际设计数据,对集成低温省煤器的常规余热利用系统开展优化设计;结合德国电厂烟气余热回收技术的综合研究,提出了适用于中国燃煤电站机组的高效烟气余热回收系统;并对新系统进行深入的对比分析,揭示其节能效果显著的深层原因。以典型600 MW超临界机组为例,介绍了节能效果。