单相电流型PWM逆变技术综述

在分析了传统单相电流型PWM逆变器固有缺陷的基础上,系统地论述了从电路拓扑、控制策略等方面提出的多种解决其缺陷的方案,并给出了设计实例与特点,获得了重要结论。电路拓扑方面的解决方案包括差动双向Boost直流变换器型逆变器、组合式Boost/Buck/Buck-Boost逆变器、附加反激AC-DC能量回馈电路的单相电流型高频环节逆变器等,具有满足Boost变换器控制规律、电路复杂、损耗大等特点;控制策略方面的解决方案包括具有补偿环节的非线性调制控制策略和无源性控制策略等,具有输出波形质量高、储能电感大等特点;电路拓扑和控制策略两方面的解决方案包括输入侧串并联谐振器的单相电流型逆变器、具有储能电感电流限定非线性PWM单周期控制单相电流型逆变器等,具有输出波形质量高、储能电感小、变换效率高等特点。     

大间隙混合磁悬浮系统的预测控制技术研究

大间隙下电磁-永磁混合悬浮系统具有非线性和大时滞性两个特点,传统的线性PID控制策略不能实现系统的稳定控制。本文通过对大间隙下系统模型进行基于平衡点的线性化处理,分析了系统特性,根据响应时间和稳态误差确定常规PID控制参数。针对系统的大时滞性,在常规PID控制基础上运用Smith预估补偿控制,采用预估补偿控制和常规PID控制相结合的控制策略。仿真结果和实验结果的表明,该控制策略实现了大间隙下电磁-永磁悬浮系统的稳定悬浮控制,响应速度快,稳态误差在1%左右。     

基于内模原理电站锅炉汽温控制策略的工程应用

针对电站锅炉汽温被控对象大滞后、大惯性的特点,设计了一种新的基于内模控制原理的过热汽温控制策略。该控制策略已成功应用于徐州电厂6号机组670t／h超高压锅炉,现场调试和机组运行结果表明,这种基于内模控制原理的控制策略具有结构简单、在线调整参数少、可以明显提高控制回路的鲁棒性及抗干扰能力。现场试验结果表明,与传统串级比例-积分-微分（PID）调节方案相比,无论对于稳态过程或动态过程,新控制策略的调节品质均有明显提高。     

配循环流化床锅炉的300MW机组控制策略

针对淮北临焕电厂配循环流化床(CFB)锅炉的2×300 MW机组具有多变量、非线性、大迟延的特点,设计了协调、一次调频、燃料、一次风、二次风等控制策略。实际应用表明,该控制策略的控制效果较好。     

球磨机新型控制策略研究与应用

球磨机制粉系统是电厂除锅炉燃烧系统外的又一重要调节系统。该系统具有多变量强耦合、非线性严重以及生产工况变化大等特性,采用常规控制策略很难奏效。在对球磨机动态特性分析的基础上,提出了一种新型控制策略。该控制策略采用软测量技术获取磨负荷信息,通过协调器实现对球磨机的磨负荷和出口温度的有效控制。通过控制热、冷风量的比值实现对球磨机入口负压的控制。控制器均采用模糊PID控制算法,以确保动态响应和稳态精度。实际运行效果表明,该控制策略具有简单、可靠、实用等特点。     

基于粒子群优化的选择性催化还原脱硝控制系统仿真

以烟气脱硝系统为控制对象,在传统脱硝控制策略基础上设计了出口NOx浓度控制策略,该控制策略可以更加有效地对控制对象进行监视,节省喷氨量。选择性催化还原脱硝控制系统具有大惯性、大迟延特性,使用粒子群算法对该系统进行优化,可以有效抑制内扰,较快实现系统的稳定,较好的满足了控制的要求,具有良好的通用性和实用性。     

超临界直流炉过热汽温控制系统分析

目前超临界发电技术已经相当成熟,其控制系统与常规亚临界发电机组相比并没有本质的区别.但就超临界机组本身而言,其直流炉的运行方式、大范围的变压控制及超临界直流炉的强非线性,使超临界机组具有特殊的控制特点和难点.常规的控制策略难以达到良好的控制效果.因此需要大量采用变参数PID、变结构控制策略,以保证在各个负荷点上控制系统具有良好的效果.     

Fuzzy-PID复合控制在温度系统中的应用研究

阐述了Fuzzy-PID复合控制在温度系统中的应用,针对锅炉温度系统的惯性大、非线性、数字模型难以建立等特点,提出了Fuzzy-PID控制策略,给出了系统解决方案从控制原理。实践表明,该方法具有较好的控制效果。     

基于DSP的数字励磁调节器

目前广泛使用的同步发电机数字励磁调节器使用简单的单片机控制,采用PID(比例—积分—微分控制)+PSS(电力系统稳定器)控制策略,励磁调节器体积大,模块间干扰大,速度低、可靠性差,很难保证产品质量达到标准要求。为了弥补这个不足,采用PID(比例—积分—微分控制)+PSS(电力系统稳定器)+NOEC(非线性最优励磁控制)综合控制策略,把DSP(TMS320F2812)用于同步发电机数字励磁调节器中,具有通用性强、结构简单的特点,可以实现优良的控制效果。     

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。     

某200MW机组再热汽温控制系统的自适应控制

为了解决火电厂大惯性、大时滞的再热汽温控制难题,采用了模型参考自适应预估控制方法,在京能热电公司3号机组再热汽温控制系统得到了的成功应用。模型参考自适应预估控制方法通过对模型的在线跟踪来满足Smith预估器模型精度的要求,解决了控制系统中存在的大时滞、特性时变的问题。该方法可以在保留原有的PID控制算法的基础上,通过增加自适应前馈的办法方便地予以实现,可以充分利用原系统的控制组态。为了在HIACS-5000分散系统中实现上述算法,采用了带防火墙的单向控制网络获取过程输入数据,通过DCS的AI模件将自适应前馈输出送入HIACS-5000系统实现控制闭环。经改造再热汽温控制系统成功地实现了自动投运,并取得了良好的控制效果。     

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。     

过热汽温增益自适应Smith预估控制

过热蒸汽温度是机组运行过程中需要监控的重要参数,为解决实际中的过热汽温普遍存在着滞后、非线性等问题,利用实际工程中过热蒸汽系统阶跃响应特性的数据,采用最小二乘法建立了控制对像的数学模型,在串级双回路控制的基础上引入了增益自适应SMITH预估控制。实际投运时过热汽温稳态偏差不超过2℃,负荷波动30%BMCR时动态偏差不超过4℃,结果表明,采用该控制策略具有较强的可实现性和较好的控制品质。     

火电厂主汽温系统扰动消除设计方法

火电厂主汽温系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规PID串级控制方法解决主汽温系统的扰动消除问题,结果不甚满意。基于自适应逆控制理论,研究了主汽温系统扰动消除方法,并对实际600MW锅炉高温过热器的动态特性进行了仿真分析。针对主汽温系统导前区和惰性区的内、外2个回路,单独设计相应的扰动消除滤波器,导前区内回路的扰动被从内反馈回路滤波得到的扰动参考信号消除;惰性区输出端扰动从外反馈回路滤波得到扰动参考信号,在对象输入端实现扰动消除。仿真结果表明,该方案可较好地解决主汽温系统存在的内、外扰动问题,对主汽温系统的扰动消除具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

循环流化床锅炉解耦模型的自适应控制研究

CFBB是一个多参数、非线性、时变及多变量紧密耦合的复杂系统,很难建立精确的数学模型,从而使得单纯用常规的控制理论解决这一自动控制问题变得非常困难.针对CFBB控制难点--汽压-床温耦合系统控制问题,根据其具有强耦合、大迟延、慢时变的特性,采用预测控制和在线辨识自适应控制的方法,致力于实现CFBB的汽压-床温解耦模型的自适应控制.     

具有可调增益前移的自适应预估控制及其在电厂DCS中的应用

在分析模型参考自适应预估控制系统（ＭＲＡＰＣ）的基础上,提出了一种改进算法,通过将自适应结构中可调增益前移的办法克服原算法在自适应过程中存在滞后的问题。同时还给出了该改进算法的全局收敛性分析结果。这一算法已在大坝电厂３００ＭＷ机组的主汽温、再热汽温、燃烧及协调等主要控制系统中得到成功应用,取得了良好的控制效果。该应用首次在国内的分散控制系统中实现了自适应预估控制算法。     

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。     

过热汽温的稳定自适应预测函数控制

针对火电厂锅炉过热蒸汽温度的动特性设计了一种基于Laguerre模型的稳定自适应预测函数控制器。通过对闭环系统状态方程的稳定性分析，依据Lyapunov稳定性定理得到了控制系统稳定的必要条件。对于不同负荷情况下模型发生跳变所引起的不稳定，该文提出一种衰减因子补偿校正方法，并使用混沌算法在线寻优调节衰减因子，提高了控制品质。仿真研究中根据多模型切换性能指标函数来判断模型跳变，当负荷变化时，在线辨识模型参数，得到较好的控制结果，证明该算法的有效性。     

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。     

发电厂主汽温系统的模糊滑模控制研究

电厂主汽温被控对象是一个典型的变参数、强扰动的对象,常规的PID控制器难以满足控制要求。针对此问题,设计一种自适应模糊滑模控制器。该控制策略基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近。利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性。将此控制策略应用到电厂主汽温控制系统中,仿真结果显示此控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。