350MW超临界机组锅炉过热蒸汽喷水减温控制策略分析

以某台350 MW超临界机组为例,介绍了锅炉过热蒸汽喷水减温控制策略的设计原理、实现方法及特点,分析了超临界锅炉过热蒸汽温度控制策略采用的惰性区和导前区温差函数变换、负荷变比例增益控制器、负荷和末级过热器出口温度微分前馈、过热度保护等控制手段,并与亚临界机组普遍采用的串级汽温控制策略和导前汽温微分信号的双回路控制策略进行了比较。     

余热锅炉高压过热蒸汽温度波动大的原因分析

针对某电厂S109FA机组压气机改造后机组从稳定负荷加载到额定负荷的过程中,出现余热锅炉高压过热蒸汽温度下降接近40℃的异常现象,依据余热锅炉高压过热蒸汽温度的控制逻辑,对余热锅炉高压过热蒸汽温度异常波动原因进行分析,提出修改高压过热蒸汽温度控制逻辑参数,以适应压气机改造后余热锅炉高压过热蒸汽温度的调整要求,保证了机组的安全经济运行。     

330 MW火力发电机组协调控制系统改进

大型火力发电厂的协调控制系统CCS(Coordinated Control System)是一个复杂的多变量耦合控制系统.研究了反演算函数在大机组CCS中的设计与实现问题.分析了达拉特发电厂1号机组CCS的特点,为解决火电单元机组CCS的动态非线性和耦合特性,设计了压力、功率偏差反演算函数的解耦CCS控制回路,引入反演算函数算法用于动态解耦运算,改善了CCS的强耦合及动态非线性特性,改进了CCS适应外界负荷能力差的现状.为补偿锅炉的惯性和迟延,提出了根据前馈的微分作用快速调节燃料量的方法:加入动态超调措施,使一次风风量提前动作.通过现场试投,验证了新协调系统的有效性.系统实际运行曲线验证了控制系统的良好品质.     

火电机组过热器压力和温度的动态研究

基于过热蒸汽比焓和密度的双线性拟合函数，用机理分析法建立了一段过热器集总参数的压力和温度的动态模型。研究表明：该模型能够反映在机组负荷变化范围大的工况下过热系统的主蒸汽压力和温度的动态特性,以及受到减温喷水量或主汽门调门开度扰动时，主蒸汽压力和温度的耦合动态响应。此外，用辐射能信号的函数替代过热器的有效吸热量并结合火电机组的其他实测数据可以对所建模型进行对比验证。     

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.     

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。     

提高自动发电控制性能指标的协调控制策略优化与应用

分析了使火电机组协调控制品质较差且不能达到自动发电控制(AGC)性能考核指标的原因.采用分项动态自适应前馈技术和基于一次调频功能的AGC控制方案对机组协调控制系统进行了优化,优化后的机组协调控制系统应用于国投天津北疆电厂1号超超临界1 000 MW机组中.结果表明,机组在500～1 000 MW之间以20 MW/min的速率AGC变负荷时,机组负荷动、静态偏差均小于1％,主蒸汽压力偏差小于0.4 MPa,主蒸汽温度偏差小于6℃,微过热点蒸汽温度偏差小于10℃,AGC综合指标系数KP显著提高.     

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。     

基于自适应Smith预估算法的再热蒸汽温度控制策略

华电宿州电厂超临界600 MW机组再热蒸汽温度主要由再热烟气调节挡板进行控制,在低温再热器出口管道上设置再热器微量喷水减温器,以防止再热蒸汽超温.由于再热蒸汽温度被控对象具有大滞后、大惯性的特点,且与锅炉燃烧率相耦合,原再热蒸汽温度控制策略不能适应机组变负荷、吹灰等扰动工况,再热烟气调节挡板震荡过调使机组主要参数波动.为此,采用自适应Smith预估算法补偿技术等,对原控制策略进行了优化,使得在机组变负荷过程中再热蒸汽温度偏差小于±10℃,机组稳态时再热蒸汽温度偏差小于±5 ℃,显著提高了机组再热蒸汽温度控制品质和抗干扰能力.     

锅炉过热汽温自适应PI型模糊控制的仿真研究

针对锅炉过热蒸汽温度对象的非线性和不确定性等,设计了PI型模糊串级控制系统,并将该系统应用于某电厂600 MW机组锅炉过热蒸汽温度的控制。在分析模糊控制器相关参数与控制系统品质之间关系的基础上,提出相关参数的在线自校正方法,构造了一种自适应PI型模糊控制器。该控制器能够在线调整其量化因子和比例因子,以适应被控对象动态特性的变化,从而提高模糊控制系统的性能。将自适应PI型模糊控制方法与常规PID控制及PI型模糊控制进行仿真比较,表明采用自适应PI型模糊控制方法建立的过热蒸汽温度控制系统具有较好的控制品质和较强的自适应能力。     

多目标神经PID控制器及其在过热蒸汽温度控制中的应用研究

为了适用大滞后、大惯性复杂过程的高质量控制,对神经网络PID控制器进行了改进,提出了多目标优化算法。该算法具有自适应特点,克服了常规PID超调量大,神经PID响应速度慢的缺点,并容易实现实时控制。应用此算法对电站锅炉过热蒸汽汽温控制进行了仿真,取得了理想的效果。     

过热蒸汽温度控制系统优化

针对300MW火电机组锅炉过热汽温系统二级减温器后两侧温度的差异情况，确定了过热汽温控制系统的优化方案：增加1个副调节器，使每个二级喷水阀单独由1个串级回路的副调节器输出进行控制。优化后的系统可以对温度高的一侧增加喷水量，对温度低的一侧减少喷水量，保证二级喷水总量不变。该方案经仿真实验后应用于实际，取得了明显效果。该优化方案适用于采用分散控制系统且有分隔屏过热器的锅炉。     

DMC-PID串级控制在火电厂过热汽温控制中的应用研究

根据火电厂过热汽温的动态特性,将先进的预测控制算法和PID控制算法相结合,构成DMC-PID串级控制系统。利用DMC预测控制算法的鲁棒性强及PID控制算法抗干扰性能好的优点,在Matlab平台上进行了仿真,结果表明该控制策略具有明显优于常规PID串级控制的性能。     

电厂过热汽温系统DMC-PID控制仿真研究

应用DMC-PID串级控制策略对过热汽温系统进行了仿真研究。研究了动态矩阵控制(DMC)的预测模型及其性能指标和控制率,给出了过热汽温系统模型及其DMC-PID控制结构。该控制系统既保留了串级控制能够快速消除二次扰动的优点,且由于引入了DMC控制器,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,这种汽温控制系统具有较好的控制品质。     

基于局部神经网络模型的过热汽温多模型预测控制的研究

针对锅炉过热汽温的特点，设计串级过热汽温控制系统。主调节器采用基于局部神经网络模型的多模型预测控制，即由主蒸汽流量确定的不同工作点，用神经网络建立局部动态模型，进而建立一组局部神经网络预测控制器，然后通过加权合成的方式获得最终的控制信号；副调节器采用基于多个简单比例控制器的加权合成比例控制。该控制方案融合了神经网络、多模型控制和预测控制的特点。仿真结果表明，在负荷大范围变化的工况下，控制系统仍保持了良好的控制性能，具有较强的鲁棒性。     

免疫PID控制器在汽温控制系统中的应用研究

免疫系统对于各种抗原的适度免疫响应是维持生物体内环境稳定的关键，这主要靠T细胞的调节作用，T细胞在不同的免疫阶段具有促进和抑制两种作用，能保证免疫系统获得较快的响应速度和足够的稳定性，通过免疫系统与控制系统的类比，借鉴免疫应调节机理，该文提出了免疫PID控制器，并讨论了免疫PID控制器与传统PID的结合方式及其免疫参数在调节过程中的作用。对过热汽温系统进行了仿真研究，结果表明当工况变化和存在扰动时免疫PID控制器也能获得满意的效果。     

基于辐射能信号的过热汽温控制系统优化

以某300MW机组锅炉的过热汽温控制为对象,对现场运行数据进行分析,归纳出影响过热汽温的主要因素,用Matlab的辨识工具包对过热汽温系统建立模型。根据炉膛辐射能信号和主蒸汽流量变化,提前预知过热汽温的变化趋势,用它们作为调节过热汽温的前馈变量,将喷水减温器的喷水量作为调节量,构成新的控制方式。用计算机对新方式进行仿真,得出仿真结果。     

基于自适应Smith预估补偿技术的锅炉汽温控制系统

针对崇明电力公司16号机组锅炉过热汽温被控对象滞后大的特点,采用基于自适应Smith预估补偿技术,重新设计了锅炉的过热汽温控制系统。实际运行表明,该汽温控制系统在锅炉升、降负荷的过程中,锅炉过热汽温可严格控制在允许的范围内。