變權(quán)值約束預(yù)測(cè)控制在超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用.pdf

1、超臨界火電機(jī)組是中國(guó)火力發(fā)電行業(yè)最主要的發(fā)展方向。同時(shí)，現(xiàn)代電網(wǎng)為了加強(qiáng)電網(wǎng)對(duì)新能源的吸納能力，對(duì)火電機(jī)組調(diào)峰能力提出更高的要求。超臨界火電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制是一個(gè)典型的大滯后、強(qiáng)耦合、非線性復(fù)雜熱工過程，現(xiàn)有的PID控制策略難以滿足更高的變負(fù)荷需求。本文從對(duì)象建模及控制策略設(shè)計(jì)兩個(gè)角度出發(fā)，進(jìn)行了如下研究工作:
　　1、基于改進(jìn)模型參數(shù)辨識(shí)方法的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模。采用階躍式的激勵(lì)信號(hào)，獲取對(duì)象輸入輸出數(shù)據(jù)，并在連續(xù)系統(tǒng)的參數(shù)辨識(shí)中，

2、將對(duì)象的初始狀態(tài)也作為參數(shù)辨識(shí)的一項(xiàng)，通過最小二乘法的迭代計(jì)算，獲得模型參數(shù)。該方法可以直接辨識(shí)出系統(tǒng)的初始狀態(tài)，并克服試驗(yàn)初始狀態(tài)不穩(wěn)定的問題，提高了模型辨識(shí)精度。通過該方法建立了機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)高、中、低三個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的線性模型。并以950MW負(fù)荷點(diǎn)為例，驗(yàn)證了模型精度。
　　2、對(duì)基于PID控制策略的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)傳統(tǒng)PID控制策略中，水煤比調(diào)節(jié)不合理的問題，設(shè)計(jì)新的燃料量指令和給水流量指令計(jì)算回路，采用煤水同動(dòng)的方

3、式消除二者對(duì)分離器溫度及主蒸汽壓力耦合的問題;針對(duì)傳統(tǒng)策略無法應(yīng)對(duì)對(duì)象非線性的問題，采用增益調(diào)度的方法，對(duì)控制器的比例環(huán)節(jié)、動(dòng)態(tài)前饋增益系數(shù)等進(jìn)行不同負(fù)荷段的調(diào)度。通過特定負(fù)荷點(diǎn)下的仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)的提升。
　　3、從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，對(duì)基于預(yù)測(cè)控制策略的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。首先，采用多模型加權(quán)的控制策略克服對(duì)象非線性的問題，而且局部線性控制器的加權(quán)并不會(huì)大幅提高算法的計(jì)算負(fù)擔(dān)，為工程實(shí)踐提供基礎(chǔ)。同時(shí)將該方法

4、與變權(quán)值策略相結(jié)合，根據(jù)機(jī)組的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)品質(zhì)，反向修正性能指標(biāo)中的誤差權(quán)值，改善算法對(duì)于各個(gè)工況的適應(yīng)能力。在給予控制算法變化速率及絕對(duì)值的約束后，形成最終的變權(quán)值約束預(yù)測(cè)控制策略。在不同負(fù)荷點(diǎn)下變負(fù)荷仿真試驗(yàn)也證明該方法能夠在全負(fù)荷段滿足超臨界機(jī)組的變負(fù)荷需求。
　　4、工程應(yīng)用。針對(duì)DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用擴(kuò)展控制單元的方法實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法，提出了一套完整硬件和軟件實(shí)踐方法。并在某廠1000MW超超臨界機(jī)組進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，對(duì)該廠