燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中燃機轉(zhuǎn)速及余熱鍋爐主汽溫的先進控制策略研究及應用.pdf

1、目前,燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站控制是以常規(guī)火力發(fā)電站的控制技術為基礎,沒有顧及到聯(lián)合循環(huán)電站控制的特殊性。燃氣輪機、余熱鍋爐是燃氣.蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站中兩個最為重要的設備。 燃氣輪機是一個多變量、高度非線性對象,特別是對于承擔電網(wǎng)調(diào)峰任務的燃氣輪機組,其工況經(jīng)常大范圍變化,機組非線性特性更加凸顯,使得常規(guī)PID控制系統(tǒng)的品質(zhì)明顯變差。 余熱鍋爐主汽溫度對象具有時變性、不確定性和非線性等特點,是余熱鍋爐中一個較難控制的過程。而

2、且,隨著聯(lián)合循環(huán)機組容量的增大,余熱鍋爐中過熱器管道也隨之加長,這就使得主汽溫的熱慣性和調(diào)節(jié)滯后都大大增加,從而造成主汽溫控制系統(tǒng)投自動困難,或被調(diào)參數(shù)的動、靜態(tài)品質(zhì)指標差。 因而,對燃氣輪機轉(zhuǎn)速、余熱鍋爐主汽溫的先進控制策略研究具有十分重要的理論意義和實用價值。 本文針對傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)存在的諸多不足,將目前應用比較成熟和廣泛的先進控制策略引入到燃氣輪機、余熱鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)中,提出了比較切實可行的控制策略方案。本

3、文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1.在系統(tǒng)模型缺少的情況下,借助參考文獻,在Matlab中復現(xiàn)了燃氣輪機及其控制系統(tǒng),同時利用現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)對其進行修正,能很好的仿真實際對象的動態(tài)和靜態(tài)特性。 2.結(jié)合燃氣輪機對象的特性,分析了傳統(tǒng)燃氣輪機PID控制系統(tǒng)存在的問題。將DMC算法引入到燃氣輪機轉(zhuǎn)速的控制中,提出了基于DMC-PID的燃氣輪機串級控制策略,設計了DMC-PID串級控制器,根據(jù)實際燃機進行了DMC參數(shù)的設置,解決

4、了傳統(tǒng)燃氣輪機控制系統(tǒng)品質(zhì)差的問題。 3.結(jié)合余熱鍋爐主汽溫對象的特性,分析了傳統(tǒng)余熱鍋爐主汽溫PID控制系統(tǒng)存在的問題。將狀態(tài)反饋和Smith預估算法引入到余熱鍋爐主汽溫控制中,提出了基于狀態(tài)觀測器及Smith預估器的余熱鍋爐主汽溫控制策略,給出了狀態(tài)觀測器實現(xiàn)的步驟,結(jié)合實際余熱鍋爐進行了狀態(tài)觀測器、Smith預估器的設計,解決了傳統(tǒng)主汽溫控制系統(tǒng)的滯后、慣性問題。 4.詳細介紹了微粒群算法(PS0)的原理和算法流程