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

1、超臨界火電機組是中國火力發(fā)電行業(yè)最主要的發(fā)展方向。同時，現(xiàn)代電網(wǎng)為了加強電網(wǎng)對新能源的吸納能力，對火電機組調(diào)峰能力提出更高的要求。超臨界火電機組的協(xié)調(diào)控制是一個典型的大滯后、強耦合、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。本文從對象建模及控制策略設(shè)計兩個角度出發(fā)，進行了如下研究工作:
　　1、基于改進模型參數(shù)辨識方法的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模。采用階躍式的激勵信號，獲取對象輸入輸出數(shù)據(jù)，并在連續(xù)系統(tǒng)的參數(shù)辨識中，

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

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

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