模糊多模型控制及其对500MW单元机组协调控制系统的仿真研究

为解决火电单元机组协调控制系统的动态非线性和耦合特性，设计了基于T—S模糊模型和动态解耦PID控制器的模糊多模型协调控制系统。首先针对一个500MW单元机组的仿真模型，绘出了其相对非线性测度曲线，并据此得出了单元机组在典型工作点的5个线性化模型；然后对每个线性化模型分别设计了动态解耦PID控制器，并用T—S模糊模型合成出协调控制系统的全局控制器；最后使用Lyapunov稳定性定理及其推论对此协调控制系统的全局稳定性进行了证明。仿真研究证明了控制算法设计的有效性。     

基于动态解耦的模糊多模型协调控制系统应用研究

大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题。由于非线性系统可以用多个线性模型来逼近,多模型方法被认为是处理非线性系统常用的方法和技术。该文以330MW单元机组为仿真模型,针对协调控制系统的非线性和耦合等特性,首先建立协调控制系统的非线性模型,然后对此模型在3个工况点下进行线性化,设计与之对应的多变量动态解耦控制器,进而用T-S模糊模型合成出模糊多模型全局控制系统。仿真研究结果证明了这种新型协调控制系统的有效性。     

基于模糊和解耦的超临界机组协调控制研究

在超临界参数下,针对机组协调控制系统具有多变量、强耦合、非线性等特点,提出一种基于前馈补偿解耦和模糊自整定PID控制相结合的控制策略。首先对超临界机组协调控制系统被控对象的系统结构、动态特性以及建立简化数学模型等进行分析。然后根据机组特性和前馈补偿解耦理论,对被控对象进行动态解耦,消除各支路通道间的耦合作用。针对解耦补偿后的被控对象,采用模糊控制算法设计了模糊自整定PID控制器。最后在600 MW超临界协调控制系统的线性模型基础上,利用MATLAB对其进行了仿真实验。结果表明该控制方案具有较好的解耦效果,并且与传统PID控制器相比较,超调量减小,调节速度变快,具有更好的控制品质。     

330 MW机组协调控制系统的优化

针对达拉特发电厂3号机组由于锅炉和汽轮机动态特性的不同而产生的互相扰动的问题,在协调控制方式下,利用汽轮机动态特性较快的特点,在机组主控设定端加入功率压力反演算函数,对锅炉主控的调节进行平衡,大大提高了协调控制系统的稳定性。     

基于模型关联性的动态解耦算法及其在协调控制中的应用

大型火电机组协调控制系统具有多变量、非线性、强耦合的特性,目前协调控制存在的问题是燃烧的滞后性影响了负荷响应速度,对象的耦合性影响了负荷和压力的动态品质。针对上述问题,设计了一种新颖的动态解耦算法,采用超前预测控制量来克服燃烧的滞后性。根据模型关联性设计的动态解耦算法成功解决了负荷和压力之间的相互影响,保证了机组的动态和稳态品质,仿真和实际应用证明了该算法的有效性。     

基于神经网络解耦线性化方法的锅炉主汽压力控制

锅炉对象的动态特性受到汽轮机运行状况的很大影响，必须采取解耦措施才能正常运行，但是由于其动态特性具有很强的非线性、时变性和不确定性，常规的线性解耦设计很难获得较好的效果。另一方面锅炉每天的运行是重复的，从机组的运行数据中可以充分了解对象的动态特性。该文基于神经网络α阶逆系统方法提出了一种锅炉主汽压力非线性控制系统的设计方法，利用神经网络强大的自学习和自组织能力，发掘机组运行数据包含的对象动态特性的信息，克服对象的不确定性的影响，实现了系统的大范围解耦线性化。仿真结果表明，此控制策略能有效的大范围解耦线性化。仿真结果表明，此控制策略能有效改善系统在大范围内工作时的控制品质和自适应能力。     

级联H桥静止无功发生器的多变量自抗扰解耦控制

提出一种dq坐标系下静止无功发生器的自抗扰解耦控制方法。首先针对静止无功发生器(static var generator,SVG)非线性、强耦合的特点,建立并设计基于自抗扰技术的多变量解耦控制系统。其次,为克服一般控制算法难以解决的高频振荡和滤波效果差的问题,设计最速控制综合函数作为跟踪微分器。另外设计自抗扰线性和非线性两种控制器,并与PI控制算法进行比较,通过Matlab仿真和样机实验,验证了所设计的基于非线性自抗扰技术的多变量解耦控制算法可实现SVG输出电流在dq轴下的解耦,使系统具有较快的动态响应和较强的鲁棒性及抗干扰性,尤其具有单参数调节和无超调的优良性能。     

球磨煤机隶函数型糊神经网络解控法

设计适合于火电厂球磨煤机的解耦控制方法,有利于提高热工自动化水平.依据模糊控制技术和跟踪解耦的思想并结合神经网络控制,介绍了一种不依赖于被控对象精确数学模型的隶属函数型模糊神经网络多变量解耦控制方案.将该种方法应用于球磨煤机解耦控制系统,对耦合强烈的磨煤机出口温度、入口负压子系统进行解耦,获得期望的多环结构.对解耦结果进行了仿真研究.对比试验显示该解耦方法具有满意的动态特性和较强的鲁棒性.     

基于反步法的电流型PWM整流器控制策略

电流型PWM整流器的状态空间平均模型具有非线性、强耦合特性,使得控制器的设计较为困难.通过前馈解耦方法,将电流型PWM整流器在同步坐标系下的多输入多输出非线性模型分解为两个单输入单输出的非线性模型,对每个单输入单输出模型,分别采用反步法设计了全局渐进稳定的非线性控制器,实现了对直流电流和功率因数的稳定控制.仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性.     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统解耦控制策略

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合，具有非线性时变特征，严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题，该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先，基于有限元分析和麦克斯韦应力法，揭示悬浮力非线性时变规律，并建立完善的数学模型；进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中，位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型，另一方面用于设计耦合悬浮力观测器，实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后，针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证，结果表明，所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合，提升系统鲁棒性。     

妈湾发电总厂5号机组协调控制优化及自动发电控制应用

随着电网容量的不断扩大以及电网调度自动化水平的提高,自动发电控制(AGC)作为电网调度自动化的一项基本和重要功能已在各电厂逐步实现.AGC投入的前提条件是发电机组机炉协调控制系统(CCS)必须正常稳定运行.为此,对妈湾发电总厂5号机组CCS中锅炉主控和汽机主控的负荷指令、输入偏差、动态前馈、静态前馈、PID调节器参数等进行优化并通过大量动、静态试验和调整,使CCS运行品质优良.此外,还对CCS及AGC投切逻辑、接口等作了不少改进和完善,机组AGC也稳定投入,取得了较好的经济效益.     

预给煤控制逻辑在单元机组协调控制系统中的应用

在单元机组机炉协调控制系统(CCS)中,应用了基于增量型状态观测器的状态反馈,设计了具有预测功能的预给煤运算控制回路,有效解决了机炉协调被控对象的非线性、参数慢时变、迟滞与大惯性以及强耦合等问题,机组能快速响应负荷指令和压力设定值的变化,有功功率和主蒸汽压力均很快趋于稳定。工程应用的实际效果证明了该协调控制方案的实用性和有效性。     

协调控制系统快速响应AGC指令的设计新方法及其工程应用

自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)是当代电网自动控制的一项基本要求.目前参与AGC控制的火电机组存在响应速度慢等问题,使电网AGC的控制效果较差.姚孟发电有限责任公司的1号和2号300MW本生直流炉式单元机组采用了增量型状态观测器与传统PID控制相结合的协调控制方案,并采用了文章给出的AGC与CCS的接口控制逻辑,使协调控制系统中的预给煤运算等功能在AGC方式下能得以实现,从而使机组能快速响应AGC负荷指令.两台机组AGC联调试验实时趋势曲线证明了这一点.     

前馈控制在600MW机组协调控制中的应用

针对某电厂600MW机组协调控制在煤种变化较大时,CCS投入效果较差的情况下,结合本机组的特性,提出了详实合理的CCS优化方案。     

提高火电机组AGC性能的方法研究

论述了火电机组自动发电控制（AGC）功能对协调控制系统（CCS）的性能要求,分析了发电机组调节速率不能满足要求的主要原因。并以广东某电厂3号机组为例,分析了CCS存在的主要问题,提出了增加负荷指令-燃料量指令的动态前馈功能,以提高火电机组AGC性能。试验结果表明,该方法对提高火电机组AGC性能有显著效果。     

AGC模式下超临界机组协调控制策略的完善及应用

自动发电控制(AGC)是电网自动控制的一项基本要求,电网对供电的较高要求需通过AGC和一次调频控制来实现。超临界直流炉机组蓄热能力小、初始响应速度慢,在AGC控制方式下常常难以满足电网的控制要求。针对浙能乐清发电厂超临界机组的特点,对机组协调控制系统进行分析,提出了控制策略优化和完善的措施。现场实际应用表明,改进后的协调控制系统控制策略能有效提高机组的负荷响应能力,且使机组运行更加稳定。     

DEB协调控制系统投运分析研究

以太原第二热电厂9号200MW机组为例，对采用直接能量平衡控制方案的协调控制系统在调试投运中所做的改进及试验项目，试验结果，投运方法进行解释说明。     

基于混合高温超导储能系统的电网动态功率补偿策略与试验

为实现高温超导储能系统(SMES)对电网功率波动的动态补偿,采用第1代铋系和第2代钇钡铜氧高温超导材料,设计并构建了过冷液氮温区运行、千焦级容量的混合高温超导储能系统。应用数字信号处理器和微控制器的双处理器形式,设计了LCL滤波的电压型SMES变流器的功率控制系统电路,基于空间矢量脉冲调制法(SVPWM),提出了SMES变流器对系统功率补偿的控制方法,并进行控制软件编程,实现对并网侧功率的动态监测和补偿策略的实时计算。最后应用SMES在一条200km输电线路上进行并网动模试验,针对电网负荷变化产生的功率波动状态,实现了毫秒级内对电力系统的快速功率输出和波动抑制,验证了超导储能系统对电网瞬时功率补偿策略和功率补偿变流装置的有效性。     

A basic study of optimal investment of power sources considering environmental measures: Economic evaluation of CCS through a real options approach

This paper proposes a novel method based on real options theory for economic evaluation of the replacement of an old coal‐fired thermal power plant (COAL) with a coal‐fired thermal power plant that includes a CCS (carbon dioxide capture and storage) unit. We calculate the real option value (ROV) of CCS as the value of an American call option with dividend, treating the increased carbon cost of COAL due to the delay of replacement as opportunity cost. The appropriate construction time of a CCS unit is evaluated by binominal decision tree analysis for option exercise. We calculate the change of project ROV and the appropriate construction time according to the difference in carbon emission benchmarks and the variation of the maintenance cost of COAL. The effect of power station lifetime is also analyzed. We conclude that flexibility in the timing of decision making increases the value of a project. We also found that CCS is an economically justifiable technology option under forthcoming restrictions on carbon emissions. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(3): 9–17, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21065     

汽包炉单元机组的滑压工况通用非线性输出跟踪控制

正确反映机组动态特性的系统非线性模型和品质优良的非线性控制系统设计,是从本质上解决单元机组大范围、全工况优化运行,提高机组的快速负荷响应能力的2个根本问题。解决机理模型的准确性和复杂性的矛盾是非线性控制系统设计的关键。模型和控制的通用性是使控制系统能够广泛应用的便利条件。针对以上3方面的问题,提出了基于汽包炉单元机组机理模型的非线性稳定逆输出跟踪控制方法,首先建立能够正确反映机组动态特性的适度复杂的机理模型,构造输出项,使稳定逆解存在,并分析期望输出设定的合理性、可行性,然后设计非线性输出跟踪控制器,证明了该控制器的闭环稳定性。通过对河津电厂300MW燃煤机组仿真实验与现场DCS实时数据比较分析,验证了系统的有效性。