基于GPC的增量PID算法改进及仿真研究

针对广义预测控制(GPC)难以在DCS平台上应用的现状,有文献提出了一种基于GPC的增量PID算法.该算法利用多个常规DCS模块的组合实现了类似GPC的控制效果.然而该文献只讨论了针对一阶和二阶系统的增量PID算法,并且仿真对象的纯迟延较小,对于大迟延的高阶对象并未进行算法设计和仿真.基于此,笔者对其进行了改进,提出了针对三阶系统的增量PID算法,并对某600MW超临界机组过热汽温被控对象进行了仿真.仿真结果表明,改进后的算法仍具有类似GPC的控制效果,其控制品质明显优于常规PID,并且鲁棒性较强.另外,该改进算法完全利用常规DOS模块实现,因此具有较高的应用价值.     

基于SIS的火焰燃烧稳定性诊断研究

以某电厂的监控信息系统(SIS)中的历史数据库作为分析平台,讨论了一种基于统计分析和自组织特征映射(SOFM)神经网络状态识别的燃烧诊断方法.首先对火检信号样本进行特征提取,提取出火焰亮度平均值、火焰亮度方差、火焰亮度峰峰值和均匀度等4个特征量,大量统计分析表明这些特征量能够反映不同工况下的火焰燃烧状态.然后将火焰信号特征值作为自组织神经网络输入,通过自组织训练,得到对应于稳定和不稳定燃烧状态下的不同输出区域.经过验证,这种方法能有效识别火焰燃烧状态的稳定与否.最后,利用自组织神经网络的多次聚类结果,分析并验证了用燃烧指数对燃烧状态作定量描述的可行性.     

基于遗传算法的鲁棒PID控制器设计

从分析控制系统的性能指标入手,从抗干扰性能和鲁棒性能两方面综合考虑控制器的设计,得到一种鲁棒 PID 控制器的设计思路,把 PID 控制器的设计问题转化为求解一个带鲁棒性能约束的绝对误差积分指标 (IAE) 优化问题。鉴于问题是非凸的,用常规优方法无法得到最优解,采用遗传算法来求解该问题。分别对一阶加纯迟延(FOPDT)和非线性对象进行了仿真,结果表明了方法的有效性,不仅控制系统性能优良,而且抗干扰能力和鲁棒性能也很好。     

单元机组控制与仿真集成系统

大型机组控制系统的计算机化为实现控制与仿真的集成提供了条件。该文结合２００ＭＷ机组控制系统的改造,提出集成系统的概念、构成形式及模型自修正方法,并在实际系统中得以实现。     

基于多模型集的主汽温多模型预测控制方法

针对一类可以采用一阶惯性加纯滞后模型描述不同工况下动态特性且随工况变化的工业过程,提出一种基于对象特征参数极大极小值的多模型集建立方法,采用递推贝叶斯概率加权方法获得全局预测模型,并以此设计多模型预测控制器以满足工况大范围变化的控制要求,同时在进行误差校正时,预先补偿由于工况动态变化所带来的模型预测误差,以提高预测精度.对电站锅炉主汽温系统的仿真结果表明在各工况下均有很好的定值跟踪能力,在大范围工况变化时,能够将主汽温度稳定在设定值附近.     

直接空冷系统风机群入口流量特性实验研究

针对直接空冷风机入口流量下降问题,搭建了直接空冷风机阵列1∶10等比例缩小实验系统,进行了风机群分区频率调节实验。使用经验模态分解法对环境风速、风向进行预处理后,计算了用于衡量风机容积损失的风机容积效率,最后采用随机森林回归算法对实验结果进行泛化并估计不同工况下的风机容积效率。结果表明：直接空冷系统中风机容积效率受位置、运行方式、风机频率及环境风速的影响;在环境风影响下,风机群迎风风机的容积效率随环境风速的增大而减小,背风风机的容积效率随环境风速的增大而上升。不同风机频率及环境风速下的风机容积效率曲线为直接空冷系统风机群的节能运行提供参考。     

基于支持向量机的电站锅炉燃烧稳定性判别

以某600MW单元机组锅炉运行时的火焰信号为分析对象,利用支持向量机研究了锅炉燃烧稳定性判别问题。提取了火检信号的均值、方差、峰峰值和均匀度等4个特征量,然后比较了采用3种不同核函数的支持向量机对同一火检信号样本组的训练效果,其中模型参数通过交叉验证的方法确定。分析表明,径向基核支持向量机判别准确率最高。最后测试结果验证了支持向量机用于火焰燃烧稳定性判别,具有很好的分类和泛化能力。     

超(超)临界燃煤发电技术发展与展望

高效燃煤发电技术一直是能源高效利用的先锋。当前主流的超（超）临界燃煤发电技术发展经历了3个阶段,技术在全球范围内逐渐成熟;在材料工业发展的支持下,朝着700 ℃等级先进超超临界技术的方向发展;并已逐步解决商业化应用的关键技术难题,迈向第 4个重要发展阶段。受制于如钢材和加工等基础工业领域的薄弱条件,中国在高效燃煤发电技术研发方面长期落后于发达国家;但经过长期追赶,当前已逐渐接近世界先进水平,且在700 ℃等级先进超超临界技术研发方面,也取得了可喜成绩。在高效燃煤发电技术应用等方面,中国近40年来发展迅猛,当前中国的煤电机组煤耗水平已达到欧洲诸国的先进水平。进一步发展材料等基础工业,从主机设备、系统布置等方面进行设计创新,仍然是高效燃煤发电技术发展的关键。     

燃煤发电产业升级支撑我国节能减排与碳中和国家战略

为应对气候变化,实现我国碳达峰和碳中和目标,必须继续推进燃煤发电的节能减排和新能源的高速发展。而大量“阴晴不定”的新能源电量并网必将迫使以燃煤发电为主的基础能源电力全面参与深度调峰。为此,能源领域16位院士共同起草了“关于推动燃煤发电产业升级,强化机组深度调峰能力,提高可再生能源消纳水平,以推进节能减排的建议”,以支撑我国节能减排与碳中和国家战略。本文基于对燃煤发电相关理论、技术和产业发展的系统研究,进一步提出如下建议:1）基于能量品级综合高效利用的现代热力系统节能理论,建立涵盖燃料、燃烧、传热、动力循环、冷端等燃煤发电全系统?平衡体系,为探索燃煤发电节能技术的发展方向提供科学依据;2）研发基于燃煤发电机组热力系统状态重构的低负荷工况保效技术,同步实现燃煤发电机组深度调峰与高效节能;3）研发热电联产机组“按需定电”与调峰过程“能级匹配”的现代高效热电联产技术,同步保障热电联产机组供热、供汽与系统高效。通过全面推动燃煤发电产业升级,助力我国节能减排与碳中和国家战略的顺利实施。     

基于数据融合的燃料量软测量及煤质发热量在线校正

为了提高燃料量测量的准确性和可靠性,提出了基于数据融合的燃料量软测量方法。主要通过与燃料量相关的测量值和对现场运行数据的统计分析,建立了燃料量软测量模型。利用数据融合技术对多个传感器的数据进行了处理,有效提高了软测量数据的准确性。通过仿真验证,建立的燃料量软测量模型能够较好反映实际燃料量的变化,提高了系统的安全性和可靠性。同时针对煤质时变的现状,通过统计分析56种不同煤质的元素和工业分析结果,发现了低位发热量与理论空气量的关系,及煤质收到基水分和灰分与低位发热量之间的关系,由此提出了两种低位发热量在线校正的方法,以低位发热量的变化表征煤质的变化,优化风煤配比,为性能计算和燃烧优化提供了煤质变化的在线依据。