DSG槽式太阳能集热器非线性分布参数模型及动态特性

直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能热发电系统的集热器长度一般很长,且具有明显的分布参数特征。因此,建立DSG槽式太阳能集热器的非线性分布参数模型,以DSG集热器入口工质温度、质量流量和出口压力为边界条件,采用迎风格式的有限差分法对模型进行离散求解。仿真研究了DSG集热器主要参数在太阳辐射强度、给水温度和给水流量变化等扰动工况下的响应特性,结果与文献实验结果基本一致,验证了模型的正确性。结果表明:太阳辐射强度降低时,出口工质温度下降得很快;给水流量或给水温度小幅下降时,出口工质温度和流量都会滞后响应且变化显著;DSG集热器出口工质流量在某些情况下会发生脉动,实际应用中应避免脉动状态的发生或降低其影响。     

过热蒸汽温度系统的Smith预估补偿自抗扰控制

针对锅炉过热蒸汽温度控制系统对象的大惯性、大时滞和动态模型随负荷等要素变动而变动的共性,将Smith补偿器和自抗扰控制相结合应用在过热蒸汽温度系统中。利用Smith补偿器对系统时滞环节进行补偿,使被控对象的控制通道不含有延时特性;利用自抗扰控制对过热蒸汽温度系统Smith补偿器对象进行估计和补偿以提高不精确模型的精度。在MATLAB仿真平台下对过热蒸汽温度系统带大时滞的模型进行仿真试验。仿真结果表明:基于Smith预估补偿的自抗扰控制相比常规PID控制、Smith预估控制和自抗扰控制对过热蒸汽温度系统具有更好的控制性能和稳定性,可以改善控制系统的抗干扰能力和模型适应性。     

蒸汽温度增益模糊自整定神经元PID控制

由于锅炉过热汽温广义被控对象动态特性具有时变性,本文采用了一种增益模糊自整定神经元PID控制方法,以蒸汽温度调节过程为背景进行仿真实验研究。结果表明,该方法设计简单,能对具有大滞后特性的工业对象进行有效控制,具有较强的鲁棒性和抗干扰性能,并明显优于常规PID串级控制的性能。     

DSG槽式太阳能集热系统数学模型及动态特性

该文利用数学模型研究了直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能集热系统的动态特性。建立了DSG 槽式太阳能集热系统非线性集总参数数学模型。对于DSG集热系统中的蒸发环节,分别建立了其在3种可能运行方式下的移动边界模型,并给出了在蒸发环节运行方式发生变化时,数学模型的切换方法。通过数值仿真实验,研究了DSG槽式太阳能集热系统在太阳辐射强度变化及给水流量变化等主要扰动工况下的响应特性,分析了蒸发环节运行方式发生变化时系统主要参数的动态行为。     

自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制中的仿真研究

针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计出一种自抗扰控制器(ADRC),并给出了该控制器的参数整定方案.在电站STAR-90仿真平台上对ADRC和PID 2个控制系统分别进行了主蒸汽温度控制系统的升负荷、加10%扰动和快速降负荷试验.结果证明,ADRC的控制效果,尤其是抗扰动的能力明显优于PID控制器.     

超临界600MW机组过热蒸汽温度的自抗扰控制

研究了自抗扰控制技术(ADRC)在超临界600MW机组过热蒸汽温度控制系统中的应用,提出了二级过热蒸汽温度主调节器采用ADRC,副调节器采用传统的PID调节,构成ADRC-PID过热蒸汽温度控制系统的设计方案。试验结果表明,采用ADRC的过热蒸汽温度控制系统负荷适应性良好,鲁棒性及抗干扰能力较强,跟踪速度快,控制品质显著优于传统PID控制。     

集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究

以某600MW亚临界锅炉为例,采用抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出了2种锅炉集成太阳能热量的方案:省煤器前方案和省煤器后方案。根据太阳能集热器的集热性能,在锅炉变工况的基础上对集成系统进行热力性能建模,分析太阳能集成方案中锅炉热力性能。结果表明:在锅炉出口蒸汽流量不变时,随着太阳能集成规模增大,2种集成方案,锅炉效率均提高,节煤量均增大;省煤器后方案中锅炉效率和节煤量高于省煤器前方案;省煤器后方案蒸汽温度的稳定性优于省煤器前方案;调温措施是锅炉集成太阳能热量并维持额定蒸汽温度的主要因素;增大调温措施对汽温的调节能力,可集成更多的太阳能热量,为锅炉集成太阳能热量进行改造提供科学依据。     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。     

蒸汽发生器水位的自适应模糊自抗扰控制

为了有效控制蒸汽发生器（SG）水位,对蒸汽发生器水位控制对象进行理论分析,在前馈反馈控制避免“虚假水位”现象影响的基础上,提出二阶自抗扰控制的控制策略.针对“大扰动”和“小扰动”2种扰动工况下的蒸汽发生器水位控制系统,设计了不同的自适应模糊自抗扰控制器,并分别与传统自抗扰控制系统进行仿真比较,结果表明,2种不同工况下的自适应模糊自抗扰控制系统性能均优于传统自抗扰控制系统.     

基于混沌粒子群算法优化的自抗扰控制在蒸汽发生器水位控制中的应用研究

由于核电站蒸汽发生器是一个高度复杂的、非线性、时变的系统,传统的串级PID控制以及其它现代智能控制方法均难以取得满意的控制效果.把自抗扰控制方法引入蒸汽发生器水位的串级控制系统中,能够解决传统PID快速性和超调的矛盾,且能够动态补偿对象模型的内扰和外扰.但自抗扰控制器参数众多,无统一调整规范,参数难以整定,为解决这一问...     

辐射能作为热量信号的过热蒸汽温度控制

传统的锅炉过热蒸汽温度控制系统通过检测过热蒸汽温度及其变化趋势来调节减温水量．从而维持过热蒸汽温度在允许的范围之内。由于过热蒸汽温度在减温水量扰动下延迟较大,这种特性使过热蒸汽温度的控制滞后,控制效果不理想。鉴于锅炉总辐射能信号充分体现了锅炉内燃烧工况的变化,能提前反映烟道进口烟温变化趋势,为此,在过热蒸汽温度控制系统中引入了锅炉总辐射能信号,通过检测烟气温度及其变化趋势来提前调节减温水量,从而改善主蒸汽温度调节的品质。经在广东省沙角A电厂5号机组（300MW）上进行了定负荷与变负荷工况下的调节试验,调节效果理想。     

锅炉过热蒸汽温度动态预测PID控制算法

针对过热蒸汽温度大迟延、大惯性的特点,提出了一种基于预测模型的动态预测PID控制算法。该算法通过动态预测求解系统迟延后的偏差,将偏差信号提前送至控制器,其控制作用经过迟延后适时作用于被控对象上,从而减小超调,加快调节过程。在600 MW燃煤机组全范围仿真系统进行仿真试验,并将动态预测PID控制与串级PID控制进行对比。结果表明,动态预测PID控制算法能够将过热蒸汽温度控制在设定值范围内,超调小,计算量小,结构简单,易于工程运用。     

槽式太阳能集热场温度控制研究

为了将槽式太阳能集热回路的导热工质出口温度控制在合理范围内,需要研究调节迅速、控制效果良好的集热场出口温度控制系统。以1 MW槽式太阳能热发电实验系统为研究对象,建立了槽式集热回路动态数学模型,并基于模型开发了集热场导热工质出口温度内模控制器,并基于Simulink仿真平台搭建了集热回路工质出口温度PID控制系统和内模控制系统,对比分析了多扰动情况下2种系统的控制效果。结果表明：在太阳辐照、导热工质入口温度和环境温度的共同作用下,相较于PID控制系统,内模控制系统调节时间更短,超调量更小,控制效果更优。     

基于GMDH神经网络的超超临界机组过热蒸汽温度预测模型及仿真研究

由于超超临界1 000MW机组过热蒸汽温度控制对象具有大滞后、非线性、动态参数随工况变化大等特点,使得传统的控制方法难以适应过热蒸汽温度的控制,出现过热蒸汽温度波动大,甚至超温等问题。对此,采用数据处理群集方法(GMDH)神经网络建立了过热蒸汽温度动态预测模型,以预测过热蒸汽温度的变化趋势。仿真结果表明,基于GMDH神经网络的过热蒸汽温度预测效果优于线性神经网络和BP神经网络,具有较好的移植性和实用性。     

基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法

提出了基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法,其内回路采用比例控制,以快速消除给水扰动,而外回路采用二阶自抗扰控制,利用扩张状态观测器对系统的内扰和外扰实时估计,采用前馈方式给予补偿,并通过非线性反馈控制改善控制系统的快速性和稳定性。原串级控制结构不变,但外回路采用多模型自抗扰控制,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明所提控制方法能实现大范围内平滑、快速、精确控制,其系统的鲁棒性和抗干扰能力优于常规串级PID控制方法。     

槽式集热器反射镜抛物变形对允许跟踪误差的影响

为了更好地指导太阳能槽式集热系统的设计和高效运维,本文研究了反射镜抛物变形对集热器允许跟踪误差的影响。首先定义了宽焦比、焦偏比、焦点偏离率3个无量纲参数,理论分析了理想状态不同尺寸下槽式集热器允许跟踪误差,进而给出反射镜剖面抛物变形后的允许跟踪误差的变化;同时计算宽焦比、焦偏比、聚光比对允许跟踪误差的影响并作图,给出基于不同几何参数的槽式集热器在不同变形量下的允许跟踪误差变化及其最大变形量尺寸。结果表明:宽焦比为4时槽式聚光集热器理论允许跟踪误差最大;3个无量纲数耦合影响决定允许跟踪误差的大小,且"膨胀"变形更加不利于集热器聚光。基于本文给出的图表,可预测集热器聚光损失并设计适宜跟踪系统,助力槽式太阳能热利用系统的推广。     

自抗扰控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

大型火电厂锅炉主蒸汽温度控制系统,是提高电厂经济效益、保证机组安全运行不可缺少的环节.针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大时滞、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计了自抗扰控制器(ADRC)主汽温控制方案.该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成ADRC-PI串级回路控制系统.仿真结果表明:相对于常规的PID-PI串级控制系统,ADRC-PI串级控制系统具有更好的调节品质和更强的抗干扰性.     

阳光发电公司锅炉主汽温度控制分析与实践

针对阳光公司锅炉主汽温度对象典型的分布参数特性 ,分析与实践了“特性补偿式”汽温控制方案 ,解决了系统时间常数较大、放大系数随负荷变化产生的滞后问题 ,完全克服了系统的内扰 ,通过前馈控制最大程度克服了系统的外扰。根据偏差大小和被调量变化趋势组合模糊判据改变调节器增益和参数 ,有效地改善了动态调节品质。     

基于SIS的预测控制应用研究

火力发电厂厂级监控信息系统(SIS)作为一种以优化机组运行、提高运行经济性为主要目标的信息系统,已在火电厂厂级管理方面发挥了重要作用.为了更加有效地利用SIS平台上的大量数据,提出了基于SIS平台的动态矩阵预测控制.以湖北某电厂SIS为例,将锅炉过热蒸汽温度作为控制对象,蒸汽流量作为扰动量来反映锅炉运行工况的变化.采用神经网络辨识方法建立被控对象的动态模型并将动态矩阵控制算法应用到蒸汽温度控制系统.仿真结果表明,基于仿真数据建立的过热蒸汽温度神经网络动态模型,能够很好地预测被控对象在不同运行工况下的动态特性,基于神经网络模型的动态矩阵控制策略优于传统PID的控制效果.     

100 MW槽式太阳能光热电站蒸汽吹扫实践

为探索适用于太阳能光热电站蒸汽吹扫工艺,以我国首台100 MW槽式太阳能光热电站蒸汽发生器为研究对象,提出并实践了一种稳压吹扫工艺。吹扫工艺采用四阶段吹扫方式,每一阶段吹管系数进行单独计算,确保蒸汽管道的清洁。针对槽式太阳能光热电站蒸汽吹扫过程中出现的蒸汽预热器导热油与蒸汽侧温度偏差过大的问题,进行了蒸汽吹扫工艺的优化。结果表明,优化后的吹扫工艺可以明显提高预热器入口给水温度,有效防止预热器出现温差过大现象,延长稳压吹扫的时间,既保证预热器设备的安全,又保证了蒸汽吹扫的效果。