基于IGPC解耦控制的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略

针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃料量、引风量和送风量为操纵量,设计基于IGPC解耦控制的多输入多输出燃烧优化控制系统,通过PID神经网络对多输入多输出预测模型进行解耦,利用滚动优化实时对目标函数进行寻优,并引入基于误差的反馈校正算法,使各控制量输出达到设定值。仿真结果表明:IGPC解耦控制策略与常规PID和IGPC未解耦控制策略相比,施加扰动的情况下,主汽压、烟气含氧量和炉膛负压调节时间分别最多可减少141s、210s和162s,超调量分别最多可减少18.2%、4%和9.3%。工程应用表明:主汽压、烟气含氧量和炉膛负压控制偏差分别低于10.15MPa、3%和±0.7Pa,各被控量波动范围小,具有良好的控制效果。     

基于间接能量平衡的锅炉汽温GPC-PID串级控制

针对电站锅炉汽温对象由于存在大惯性、大时滞、非线性和难以建立精确模型,使得传统串级PID控制算法在满足AGC负荷响应快速性和准确性方面存在较大不足等问题,基于直接能量平衡思想,提出一种间接能量平衡法(IEBM)。通过IEBM构造并预测整定出反映变负荷工况的导前汽温设定值,把原串级控制系统中副控制器的随动控制功能改变为定值控制,从而达到间接控制锅炉主汽温和再热汽温的目的。由于系统能及时"预测"到汽温迟延受不同负荷的影响,导前汽温成为控制的主体,采用广义预测控制策略(GPC),而主回路仍然采用PID控制器,构成新型基于多模型RBF神经网络离线辨识的IEBM-GPC-PID串级控制系统。经现场实测数据仿真结果表明,提出的方法能够明显地提升汽温的控制效果,改善控制系统的鲁棒性。     

基于改进广义预测控制的过热蒸汽温度优化

为保证超(超)临界机组过热蒸汽温度控制品质良好,提出了基于改进粒子群算法的阶梯式广义预测控制方法.首先利用模拟退火算法避免了粒子群算法(PSO)易于陷入局部最优问题,然后将改进后的PSO算法引入广义预测控制(GPC)的滚动优化环节中.建立了锅炉过热汽温的阶梯式广义预测串级控制系统.仿真结果表明,在不同负荷以及变工况下,相比于串级PID和传统广义预测控制,所提出的控制策略使过热汽温控制系统表现出更好的给定值跟随性能、良好的抗干扰性及负荷适应性.     

1 050 MW超超临界机组主汽温优化控制

分析主汽温控制策略的利弊,针对主汽温控制难点利用TOCS(终端操作控制系统)引入模糊控制和神经网络控制对主汽温控制策略进行优化,通过精确计算锅炉各级减温器所需最佳给水量对锅炉汽水系统各级过热器壁温进行控制;减温水是防止过热器壁管超温的重要控制手段,通过协调锅炉过热器减温水量,在保证各级过热器所有金属壁温度不超温的前提下,优化水汽系统温度分布,使锅炉在最优经济工况下安全稳定运行。     

主汽温系统模糊自适应内模控制

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模-比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(fuzzy adaptive internal model control,FAIMC)策略。该方案实现简单,对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600 MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,其过渡过程时间短,超调量小,适用于大惯性、大迟延过程的控制,控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明：提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的调节性能。     

660MW超超临界直流锅炉汽温控制策略研究

针对超超临界直流锅炉汽温控制系统的特点和需求,结合某660 MW超超临界机组工程实例,介绍了一种新型过热汽温控制策略,即采用控制给水中间点焓值的方法实现过热汽温的粗调,并采用基于物理机理的减温水控制方案实现过热汽温的细调。经现场投运验证,该控制策略可行,不仅改善了过热汽温的控制品质,而且也提高了机组运行的经济性。     

基于PLC的火力发电机组主汽温微分先行控制器

针对火力发电机组锅炉主汽温的非线性、多变量、多扰动、大滞后等特性,将基本PID控制器、微分先行PID控制器和模糊PID控制器应用于锅炉主汽温控制系统,并分别在仿真平台Matlab的仿真环境Simu-link下进行了仿真.仿真结果表明,微分先行PID控制器缩短了滞后时间,减小了超调量,其控制性能和动态特性与模糊PID控制器相一致.与基本PID控制器相比,具有更好的控制性能和动态特性;与模糊PID控制器相比,具有更简单控制结构和更高的可靠性.同时,实现了主汽温微分先行PID控制器基于PLC的程序设计.     

PFC-PID串级控制在主汽温控制系统中的应用研究

针对火电厂主汽温控制系统大惯性，大迟延，慢时变以及扰动因素较多，常规串级PID控制难以取得满意的调节效果的特点，该文介绍并分析了预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，给出了一阶加纯滞后系统的预测函数控制的具体算法，并将PFC和PID控制相结合，提出了PFC－PID串级主汽温控制策略，系统的内回路采用PID控制，内回路和主调节区对象构成PFC的广义被控对象，对广义被控对象进行拟合简化得到一阶加纯滞后对象，作为PFC的预测模型，算法简单；预测模型失配时，系统仍具有良好的控制品质，易于工程实现，具有较高实际应用价值，大量的仿真实验表明，采用PFC－PID串级控制策略的主汽温控制系统的动态品质明显优于采用PID串级控制策略的系统，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

600MW超临界机组汽温控制策略研究

针对某600 MW超临界直流锅炉机组,设计了机组的主汽温和再热汽温控制策略。主汽温采用二级喷水减温控制,同时设计了双回路和串级控制策略;再热汽温主要采用烟气挡板调节,辅助采用喷水减温控制。运行实践表明,机组运行稳定,主汽温和再热汽温控制策略有效。     

改进的广义预测控制算法及其在锅炉汽温控制中的应用仿真研究

广义预测控制算法具有控制效果好、鲁棒性强和模型要求低等优点。分析广义预测控制原理及其隐式算法,利用预测信息对控制增量的选取策略进行了改进,并针对该算法在具有大滞后和时变性的电站锅炉过热汽温控制过程中的应用进行了仿真研究。最后通过仿真结果验证了该算法的优越性和可行性。     

自动调整主汽温运行控制策略的改进

针对嘉兴发电有限责任公司一期2×300 MW原主汽温控制系统存在的问题,重新设计、组织了主汽温控制系统的控制策略,在此基础上,通过自动改变主汽温的控制设定值从540℃提高到542℃,进一步提高了机组的经济性.     

过热汽温控制策略

马鞍山万达发有限责任公司现有两台３００ＭＷ机组,锅炉由东方锅炉厂制造。设计的过热汽温控制手段是喷水减温,由３级组成,结构如图１所示。１原设计控制策略存在问题和分析 机组锅炉汽温的控制策略依旧采用传统的过热器出口温度作为被调量,而相应过热器进口温度作为导前微分形式的串级调节,控制框图如图２所示。 这种调节方式存在调节滞后的缺点,即在被调量超过设定值时调节阀仍旧不动作。其主要原因是导前汽温相对于被调量变化较慢,因而在被调量超过设定值时,主调节器输出虽然变化较快,但对于副调节器此时的变化还被认为是在其平…     

模糊PID在单元机组主汽温控制系统中的应用

针对电厂主汽温控制系统扰动量多、抗干扰能力弱等问题,在常规控制系统中增加模糊环节,形成Fuzzy-PI控制器,并将其控制效果与常规PID控制器的控制效果进行对比。仿真试验表明:Fuzzy-PI控制器对主汽温系统响应时间、超调量等重要指标的控制效果明显优于常规PID。     

专家PID控制在主汽温控制系统中的应用

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延和时变等特性 ,其控制水平的高低直接影响到锅炉的热效率和过热器管道、汽轮机等设备的安全运行 ,将主汽温串级广义被控对象拟合为一阶加纯滞后模型结构后采用将专家控制原理与常规PID控制相结合构成专家PID控制策略。仿真研究表明 ,该方法的控制效果优于常规的PID控制 ,能适应对象参数的变化并表现出良好的控制品质 ,具有较强的鲁棒性和自适应能力     

超(超超)临界机组主汽温控制系统控制传递策略研究与应用

超(超超)临界直流机组的主汽温控制特点是在锅炉失去确定汽水分界的情况下,将控制对象扩展到了从水冷壁至末级过热器的整个热量利用流程上,作为整体进行汽温的控制与平衡;通过燃水控制参与,实现主汽温与分离器入(出)口过热度(焓)间控制需求的有序传递,在动态中保持给水与减温水的合理分配;目前超(超超)临界机组引进的各类典型控制技术,在主汽温与燃水控制策略方面存在较大的差异,主要的控制传递策略有逆向串联传递策略、正向循环传递策略及其局部变化形式等.通过对不同类型超(超超)临界机组汽温控制传递与燃水控制策略的研究与应用,分析主要特点并提出完善措施,在实际应用中收到了较好的效果.     

主汽温系统模糊自适应预测函数控制

提出了基于有限脉冲响应(FIR)模型的预测函数控制(PFC)算法,给出了采用1个基函数(阶跃函数)和2个基函数(阶跃函数、斜坡函数)的控制律的解析解,分析了闭环系统稳态特性,结果表明,系统对于设定值变化和输出扰动均无余差。结合该算法、T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应预测函数控制(FAPFC)策略,该方法实现简单,对工况变化具有优良的适应性。针对某超临界600MW直流锅炉主汽温对象,设计预测函数-比例(PFC-P)串级控制系统,经4种典型工况下的阶跃响应试验表明,采用PFC-P串级控制策略的主汽温系统具有良好的动态性能,明显优于采用PID-P串级控制策略的主汽温系统;为了克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用了FAPFC策略,仿真结果表明,系统具有良好的负荷适应性,负荷大范围升降时,主汽温度变化能维持在5℃以内,而且控制量变化平稳,具有较高的工程实用价值。     

一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试

浙江北仑发电厂2号机组的主汽温控制系统在改造前采用了串级PID控制策略,其调节效果不太理想,经常会发生主汽温与其设定值偏差较大、过热器壁温超限等现象,在机组控制系统改造以后,主汽温控制系统采用了基于增量式状态观测器的状态反馈控制与串级PID控制相结合的控制策略,采用基于增量式状态观测器的状态反馈能够预测主汽温变化的趋势,使得控制系统能够及时的进行调节,而采用常规的串级PID控制能够消除主汽温的稳态偏差,对于两侧过热器的热偏差问题,本文基于北仑电厂2号机组过热器的结构特性,加入了偏置发生器及跟踪功能,为运行人员提供了方便,实际运行效果表明,主汽温度的动态特性得了明显改善,过热器壁温得到了很好的控制,取得了较好的控制效果。     

基于多变量广义预测控制算法的两级过热汽温协调联动控制

大型火力发电机组过热汽温被控对象具有大迟延、大惯性、受干扰因素多以及不同负荷下的被控对象模型变化大等特性,同时面临着煤质多变、环境多变等各种复杂恶劣的工况,以传统PID控制和单变量广义预测控制为基础的汽温控制效果有限。利用递推最小二乘法（recursive least square,RLS）建立了过热汽温系统3个典型工况下的模型,并基于多变量广义预测控制构建了两级过热汽温联动控制优化策略,同时将该策略应用于某电厂330 MW亚临界机组。结果表明,无论是稳态工况还是复杂的变负荷工况,优化控制策略都能够很好地控制过热器出口汽温。     

基于多变量广义预测控制算法的两级过热汽温协调联动控制

大型火力发电机组过热汽温被控对象具有大迟延、大惯性、受干扰因素多以及不同负荷下的被控对象模型变化大等特性,同时面临着煤质多变、环境多变等各种复杂恶劣的工况,以传统PID控制和单变量广义预测控制为基础的汽温控制效果有限。利用递推最小二乘法（recursive least square,RLS）建立了过热汽温系统3个典型工况下的模型,并基于多变量广义预测控制构建了两级过热汽温联动控制优化策略,同时将该策略应用于某电厂330 MW亚临界机组。结果表明,无论是稳态工况还是复杂的变负荷工况,优化控制策略都能够很好地控制过热器出口汽温。     

600MW锅炉汽温多变量模型预测控制

为克服大型电站锅炉汽温的大延迟,大滞后特性,提高汽温自动控制品质,在汽温控制中应用多变量模型预测技术替代常规的PID(比例、积分、微分)控制。根据工程实际应用情况,分析多变量模型预测控制技术在几种典型600MW电站锅炉汽温控制系统中的实施效果,相比较常规的PID控制技术,应用多变量模型预测控制技术能够明显提高汽温控制品质。