扰动自适应预测控制技术在主蒸汽温度控制优化中的应用

针对热电厂主蒸汽温度的控制难点,在综合考虑了烟气热量的影响、减温水阀门的非线性特征和一级温度设定值的合理范围等因素后,采用扰动自适应功能的预测控制技术对浙能温州发电厂5号300 MW机组的主蒸汽温度进行优化控制,有效减小了主蒸汽温度的波动范围。该控制方式使主汽温在机组负荷190 MW以下也能良好运行,应用实践证明该技术具有较高的市场推广价值。     

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.     

多模型分形切换预测控制在主汽温度调节中的应用

针对电厂锅炉主蒸汽温度调节系统采用传统的PID控制很难取得优良的控制品质的问题,结合分形理论提出一种多模型切换预测控制策略。通过预先在多个工况下建立多个主蒸汽温度模型,设计相应的预测函数控制器,根据负荷工况的变化及分形维数Dτ的改变在不同的模型之间进行切换可以削弱参数时变对控制系统的影响。仿真实验结果表明,分形切换多模型预测控制方法优于传统的PID控制和基于固定模型的预测函数控制。利用分形理论进行多模型切换预测控制,可提高锅炉主蒸汽温度调节系统的鲁棒性与稳定性。     

模型预测控制在锅炉控制系统应用的仿真研究

对MPC能否应用到电站锅炉自动控制系统中进行仿真分析,分别针对AGC负荷指令跟踪、主蒸汽温度、SCR出口污染物排放设置仿真平台,通过对比PID,评估MPC的控制效果。     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动态矩阵预测(DMC)控制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出。根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能。以某660MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强。     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动.态矩阵预测(DMC)拄制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出.根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能.以某660 MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强.     

基于MPC算法的互联电网负荷频率控制

自动发电控制(AGC)是互联电网进行有功调频的首要方法,研究提出了一种基于模型预测控制(MPC)的互联电力系统负荷频率控制(LFC)设计方法。利用MPC算法使得由发电机参数摄动和负荷扰动形成的电网频率波动减小。为验证所提出方案的有效性,建立三区域互联电力系统频率响应模型并仿真,将MPC算法与常规的PID算法控制效果进行比较。结果表明,在负荷扰动、参数摄动和有通信延迟的情况下,MPC技术对互联电网的负荷频率控制性能均优于PID控制。     

基于改进等价输入干扰观测器的主蒸汽温度系统阶梯式动态矩阵控制

由于频繁而广泛的负荷变化引起的未知扰动以及对发电效率和运行安全的严格控制要求，主蒸汽温度的控制变得越来越具有挑战性。为此，针对高阶动态扰动响应迟滞的问题，提出一种以阶梯式动态矩阵控制算法（SDMC）为核心的抗干扰控制方案，从根本上解决了主蒸汽温度控制系统的大滞后、大惯性以及多扰动的问题。实例仿真表明，提出的改进等价输入扰动观测器（IEIDO）可实现对不可测扰动和未知模型动态的实时估计与补偿，而SDMC既能够保证主蒸汽温度控制系统的快速性和稳定性，又能够根据引入的可测扰动前馈补偿实现干扰的抑制。因此，所提出的方案可以保证机组运行的安全性、稳定性、经济性和灵活性，在电力行业有着广阔的应用前景。     

火电厂主蒸汽温度系统的多模型PID控制

针对火电厂主蒸汽温度的时变性特征,设计了基于多模型的串级PID控制系统,并以某电厂锅炉5个局部工作点的主蒸汽温度为对象进行了仿真。仿真结果表明,基于多模型的串级PID控制策略能够较好的解决主蒸汽温度的时变性问题,其控制效果也相对较好。     

主蒸汽温度的最优反馈控制策略

基于最优控制原理，提出了主蒸汽温度最优反馈控制策略，以优化、求解状态反馈矩阵，实现用尽量少的减温水量完成蒸汽温度对设定值快而稳的跟踪，同时取消PID控制，简化了控制系统。此外，为克服稳态偏差，还给出了一种简便的改进方法，即在主蒸汽温度最优反馈策略中增加了稳态偏差判断器和BP网络修正器，仿真结果表明效果良好。     

模糊PID控制在火电厂主汽温度控制中的应用

本文针对某电厂主蒸汽温度系统的大滞后、大惯性、非线性等特点,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了模糊PID控制。并进行了仿真试验,与主汽温度普通串级控制系统进行了比较,仿真结果表明模糊PID控制系统具有较强的鲁棒性及良好的控制品质,提高了系统的动、静态性能指标。     

基于动态矩阵-状态反馈的主蒸汽温度控制

针对主蒸汽温度对象惯性大、阶次高、难于控制的特点,提出一种基于动态矩阵—状态反馈的控制策略。该策略首先设计导前内回路来及时消除减温水扰动;然后通过二项式定理设计状态反馈矩阵,改变对象极点分布,以改善其动态特性;最后针对广义被控对象设计动态矩阵控制器,保证整个控制系统性能。与混沌PSO优化的串级PID控制系统的对比研究,验证了该策略的有效性。     

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。     

利用过热器蓄热提升机组AGC负荷响应能力的研究与应用

燃煤机组的锅炉过热器换热管道中包含有大量金属蓄热储能,利用过热器金属蓄热可以快速改变机组发电负荷和主蒸汽压力。通过减温水扰动试验,获得一级减温水流量对负荷以及主蒸汽压力的响应模型并提出了一种蓄热前馈火电机组协调控制方案。工程应用结果表明,该方案合理利用增减减温水流量引起的过热器蓄热变化,能够有效减少机组主蒸汽压力波动,显著提升机组变负荷初期的负荷响应能力,增强机组调峰能力。     

大柳塔热电厂循环流化床锅炉的闭环控制系统

对大柳塔热电厂循环流化床锅炉模拟量控制系统控制回路的应用及存在问题进行了分析 ,重点介绍给水控制回路和主蒸汽温度控制回路的结构及其修改情况。经调试 ,在主蒸汽流量大于 5 0 % ,减温水阀门开度大于 6 0 %的工况下 ,主蒸汽温度控制回路能够投入自动运行 ;在锅炉负荷比较稳定时 ,可保持主蒸汽温度在设定值± 5℃范围内     

一种具有ADC状态预测控制算法的热电厂主蒸汽温度控制

以上海金山石化热电厂锅炉主蒸汽温度为控制对象,在分析常规PID未能有效控制主蒸汽温度原因的基础上,提出了一种基于导前汽温的平均偏差控制(ADC)状态预测控制算法,并将ADC控制器加入常规PID主蒸汽温度控制系统中。仿真结果表明,机组在发生扰动时,基于ADC控制器的主蒸汽温度控制;最大偏差减小了40%,其控制效果比常规PID控制提高约40%。同时,在常规PID控制发散状态下,ADC算法也能够使系统达到稳定。     

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。     

锅炉主蒸汽温度的模型驱动二自由度PID控制

针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大迟延特性,传统的控制方法难以获得期望的控制要求,本文在分析模型驱动二自由度PID(MD-TDOF-PID)控制系统的结构和参数设计的基础上,将其应用于锅炉主蒸汽温度的控制系统,其中采用PD反馈改善主蒸汽温度对象大迟延特性,基于内模控制(IMC)原理设计主控制器。通过与传统PID控制、内模控制的仿真比较表明,MD-TDOF-PID具有快速的设定值跟踪能力和很强的鲁棒性,可以有效地提高系统的控制性能。     

基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统研究

采用一阶时滞模型作为主蒸汽温度广义被控对象模型,设计基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统。在不同典型工况辨识得到不同对象模型参数,根据模型参数和模糊自适应规则自动整定控制器参数。对所设计的控制系统进行仿真和实际应用。结果表明,在外部扰动或模型不能准确匹配及不同工况运行时,此控制策略较传统串级PID控制和Smith预估控制具有更好的控制品质。     

模型预测控制在超超临界机组AGC协调控制和主汽温控制中的应用

在介绍模型预测控制（MPC）的基础上,提出了基于MPC的协调控制与主蒸汽温度控制方案,并应用于两台660MW超超临界燃煤发电机组。MPC控制效果与原PID控制效果的对比表明,采用MPC控制,负荷控制精度提高,主蒸汽压力偏差减小,变负荷速率提升,最大发电功率增加。该MPC系统已成功运行10个月,机组的电网两个细则考核指标得到很大提高,K_p值从1.5分别提升到2.8和3.5,排名从当地电网中间升为电网第二。