火電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模及控制方法的研究.pdf

1、近年來，隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，其中占主要地位的火力發(fā)電也得到了迅猛發(fā)展。我國在上世紀(jì)八十年代以300MW亞臨界機(jī)組為主，從九十年代開始逐漸向600MW超臨界機(jī)組過渡，并且開始研究1000MW超超臨界機(jī)組。目前600MW超臨界機(jī)組已經(jīng)成為我國火電機(jī)組的發(fā)展方向并逐步成為電網(wǎng)的主力機(jī)組，所以本文選擇600MW超臨界機(jī)組為研究對象。
　　超臨界機(jī)組相比于亞臨界機(jī)組有著更復(fù)雜的特性，其對控制系統(tǒng)的要求也就更高。為了提高超臨界機(jī)組對電

2、網(wǎng)負(fù)荷指令的跟隨能力和自身運(yùn)行效率，很多國內(nèi)外的專家學(xué)者都在致力于超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究。與此同時，可以說超臨界機(jī)組對象精確的數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究的基礎(chǔ)。故本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，提出了對超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模及控制方法的研究思路。
　　在建模方面。由于超臨界機(jī)組對象具有高參數(shù)、大慣性、多變量、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，純粹的機(jī)理建模對如此復(fù)雜的熱工系統(tǒng)已經(jīng)很難建立其精確的數(shù)學(xué)模型；而實(shí)驗(yàn)建模的方法在缺少必要的先

3、驗(yàn)知識的前提下難以確定辨識系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)，也容易造成較大誤差。故本文提出了將機(jī)理建模和實(shí)驗(yàn)建模相結(jié)合的“灰盒法”建模，先通過對超臨界機(jī)組對象進(jìn)行機(jī)理分析確定對象數(shù)學(xué)模型的基本結(jié)構(gòu)，再將火電廠現(xiàn)場運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)辨識的初始數(shù)據(jù)，然后對所選數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波、粗大值處理和零初始值預(yù)處理。最后在MATLAB編程工具下，利用粒子群(PSO)算法對被控對象模型參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，使得實(shí)際系統(tǒng)和辨識模型的輸出盡可能接近，最后得到超臨界機(jī)組對象的數(shù)學(xué)

4、模型。
　　在控制方法研究方面。目前許多專家學(xué)者對超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)有很多先進(jìn)控制理論和控制方法的研究成果，但是這些先進(jìn)控制算法雖然能夠在仿真研究中取得較好的控制效果，但它們通常結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、待整定的參數(shù)較多且物理意義不明確難以被工程人員所掌握，所以很難在實(shí)踐中大范圍推廣。因此本文從實(shí)際應(yīng)用的角度著手，將超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究重點(diǎn)放在控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)了壓力拉回回路和機(jī)組負(fù)荷指令的前饋回路。同時分析了多目標(biāo)系統(tǒng)優(yōu)化問題P