吸收式热泵供热机组安全区的计算

吸收式热泵补偿供热是实现供热机组热电解耦的重要方法,为了确保吸收式热泵供热机组的安全稳定运行,本文在深入分析吸收式热泵补偿供热原理的基础上,提出一种吸收式热泵供热机组安全区的计算方法。首先计算背压提升后抽汽式供热机组的安全区;然后考虑吸收式热泵补偿供热对供热安全区的影响,基于吸收式热泵的设计参数,给出吸收式热泵供热安全区的计算方法,并与原抽汽式供热机组安全区进行对比。采用某330MW抽汽式供热机组进行对比验证,结果表明:吸收式热泵补偿供热能够大幅提升供热机组的供热解耦能力、发电解耦能力和深度调峰能力,但吸收式热泵正常运行对背压的需求会使得机组最低技术出力略有增加。

基于磨出口温度定值优化的制粉系统多变量预测控制

为了降低入炉煤粉燃烧所需的汽化潜热和着火热,提高锅炉宽负荷燃烧的稳定性和经济性,在考虑制粉系统设备安全和磨煤机出口温度(简称磨出口温度)节能最优的基础上,设计了基于磨出口温度定值优化的制粉系统多变量预测控制方案.结果表明:基于磨出口温度定值优化的多变量预测控制方案能够在确保制粉系统设备安全的前提下提高磨出口温度,降低入炉煤粉水分质量分数,更好地保证燃煤机组的安全稳定经济运行.

含两级旁路供热机组安全区计算

“以热定电”的刚性耦合特性是限制供热机组深度调峰能力的主要原因,“热电解耦”是解决这一问题的重要途径。两级旁路补偿供热是实现供热机组热电解耦的方法之一,为了确保旁路补偿供热的安全稳定运行,在深入分析旁路补偿供热原理及特性的基础上,提出一种含两级旁路供热机组的安全区计算方法,并利用机组及旁路系统的设计参数进行计算和对比验证。结果表明:两级旁路补偿供热的引入能够大幅提升供热机组的供热解耦能力、发电解耦能力和深度调峰能力,最重要的是两级旁路补偿供热能够降低机组最低发电负荷。

风力发电的优势及面临的问题

本文主要讨论风力发电于其他可再生能源相比的优势,以及随着风力发电负荷的增加,兆瓦级风力发电机组面临的材料性能问题,控制问题以及影响风力发电最严重的并网问题。

风机叶片涂料的类型、评价标准及评价方法

为保证风机叶片能够在恶劣的环境下正常工作,叶片涂层材料的耐磨、耐候、耐盐碱、耐溶剂等性能的优劣评价非常重要,这不但关乎风机正常运转和较高的发电效率,而且关系到对其工作环境的绿色环保问题。本文就风机叶片涂料的主要类型和特点以及涂层材料的评价标准和评价方法做出了简要的说明,以希望能够对未来风机叶片涂层材料的提升有所帮助。

基于阶梯式广义预测控制的汽包炉机组协调系统优化控制

面对煤炭清洁高效利用和现阶段电网的调度方式,汽包炉机组协调系统的控制性能还远未达到实际需求。从实际工程应用出发,在考虑汽包炉机组动态特性的基础上,以阶梯式预测控制算法为核心,融合传统的前馈控制和解耦控制理念,提出一种基于阶梯式预测控制的汽包炉机组协调系统优化控制方案。结果表明:与传统DEB400直接能量平衡控制相比,该方案减少了主蒸汽压力的波动,能够大幅提升汽包炉机组协调系统的控制性能,从而更好地保证了机组的安全、稳定、经济、灵活运行。

基于深度强化学习的火电机组制粉系统自启停智能决策

针对目前人工决策基础上的制粉系统一键启停技术存在决策主观经验性强、操盘劳动强度大、节能优化潜力难以发掘等问题,提出了一种综合考虑制粉系统能耗与机组负荷跟踪性能的制粉系统启停决策评价模型,以安全引入网调负荷计划指令信号作为输入,研究了基于深度强化学习的制粉系统自启停智能决策方法,开发了制粉系统自启停决策闭环控制系统。研究结果通过仿真验证,并已在某超超临界1000 MW机组常用磨煤机上成功应用,节能降耗效果显著。研究结果可为火电机组少人、无人化运行技术提供有效借鉴。

基于内模控制和改进自抗扰控制的主汽温串级控制系统

超超临界机组主汽温系统本身是一类典型的大时滞、多扰动、非线性的热力系统,并且在深度调峰工况下,锅炉燃烧稳定性下降、水动力不足、辐射/对流换热特性迁移,传统的PID串级控制难以满足新形势下的控制需求。该文提出一种基于内模控制和改进自抗扰控制的主汽温串级控制系统。首先,针对内回路非线性、回滞特性,改进并应用非线性自抗扰控制器;其次,针对外回路的大迟延、大惯性特性,采用内模控制进行超前预测和调节,增强外回路对于设定值的跟踪能力和系统的鲁棒性。仿真结果表明:相较于传统的PID串级控制,该方法对于主汽温控制对象有更好的跟踪、抗扰能力以及更强的鲁棒性。在某1000 MW机组实际应用表明,该方法可以适应现场复杂多变的环境,在满足电厂“两个细则”考核要求的同时,有效改善主汽温控制特性,汽温稳态偏差控制在±2℃,变负荷时偏差≤±5℃,具有良好的工程应用前景。

风电机叶片复合材料涂层必要性浅析

通过讨论垂直轴式风电机的工作环境和叶片金属材料的分析,并通过对比没有涂层材料和有涂层材料的不同情况下,叶片在各种环境条件下工作得到的实验结果,得到在实际工况下对风电机叶片进行涂层是必要的。

火电厂智能控制系统体系架构及关键技术

智能控制系统是实现“十四五”规划智慧能源建设目标的重要基础。从火电厂的实际需求出发,基于智能化应用功能对数据、算法、算力的要求,在分散控制系统(DCS)的基础上,进一步拓展并形成了智能控制系统的硬件及网络;同时基于不同应用功能的目标、连接关系以及信息流动方式,提出了智能控制系统的功能架构,即先进检测、智能控制、自主决策、智慧交互;在该功能架构下,进一步细化了火电厂智能控制系统的关键技术,对指导火电厂智能控制系统建设、发展智慧能源体系具有重要意义。

储热罐改造对供热机组热电解耦及调峰能力的影响研究

采暖期供热机组的“以热定电”严重限制了其深度调峰能力,通过机组本体及辅助设备改造,实现供热机组的“热电解耦”是解决这一问题的重要途径。主要研究储热罐改造对供热机组热电解耦及调峰能力的影响,首先在深入分析储热罐供热原理的基础上,计算了原供热机组和配置储热罐供热机组的安全区;而后基于该安全区,进一步计算和对比分析了储热罐改造前后供热机组热电解耦及调峰能力的变化情况。结果显示:储热罐改造能够大幅提升供热机组的热电解耦能力,尤其在低负荷工况下,能够解决机组因“以热定电”供热能力不足的问题,但需要注意的是,储热罐改造无法进一步降低机组最低出力;同时储热罐改造也能够大幅提升供热机组的深度调峰能力,尤其当供热标准抽汽流量大于600t/h,配置储热罐的供热机组仍然具有一定的深度调峰能力。

基于改进目标函数的机组汽温变结构预测控制

近年来,变结构预测控制算法因其结构简单、易于实现,在发电过程控制中得到应用,但该算法对目标函数利用不足,导致预测控制输出变化缓慢,被调量跟踪不及时。该文在原始变结构预测控制算法的基础上,设计可调节因子对目标函数进行加权修正,提出一种改进目标函数的变结构预测控制算法。同时,以1000MW机组汽温控制为研究对象,将改进目标函数的变结构预测控制算法与传统PID控制及原始变结构预测控制算法进行对比分析。结果显示:在±50%的过程模型参数摄动与环境噪音扰动下,改进目标函数的变结构预测控制算法对被调量的快速响应与超调抑制具有良好的控制效果。实际应用表明:稳定工况下,汽温控制偏差小于±2℃,负荷扰动工况下最大偏差不超过10℃,能够满足汽温系统大惯性、大迟延、多扰动的控制需求。

基于多变量内模解耦控制的室内舒适度全自动控制系统

研究设计一种利用空调对室内舒适度进行全自动控制的系统。设计监视管理主机单元,空调系统和新风系统等模块,实现室内舒适度闭环控制。选取室内温度、相对湿度和CO2浓度为舒适度参数,进行室内舒适度评价并反馈至主机单元作为模式切换判据。针对系统大时滞、大惯性和时变等动态特性以及参数耦合对舒适度控制的严重影响,采用多变量内模控制方法,设计基于V规范型解耦结构的3×3多变量内模解耦控制器(VIMC)。研究滤波器参数λ对控制器性能的影响,调试得到空调不同模式对应的不同λ最优值。对控制系统进行MATLAB仿真,与PID控制对比验证系统全自动闭环性能,解耦控制效果和鲁棒性。经实验验证,控制系统性能良好。

面向大规模新能源消纳的火电机组平行控制

为保证电力系统大规模新能源消纳过程的安全、经济和环保性能,进一步提高电厂智能化水平,基于数字孪生和平行智能理论,构建了火电机组平行控制系统。首先,基于典型火电机组类型,融合动态特性建模和智能控制等关键技术建立人工控制系统,并依托人工控制系统进行计算实验和统计评估,选取最优动态特性模型及控制方法用于实际物理发电过程的智能运行指导,以便系统性能寻优;然后,通过人工控制系统与实际系统的平行执行和反馈校正,提升火电机组的灵活、智能调节能力。结果表明:基于所设计的平行控制框架,机组在30%~100%宽负荷运行工况下,平均建模误差小于0.5%,且负荷调节过程中最大偏差小于额定值的1%,运行灵活性显著。

湿式脱硫系统智能化改造架构及关键技术

燃煤机组智能化改造是提升机组能效和工业绿色转型的必然选择,从实际需求和工程视角出发,对湿式脱硫系统智能化改造的总体框架和关键技术进行设计。首先,对智能控制系统(ICS)网络框架的结构组成进行阐述。其次,基于ICS框架,设计了信息物理融合模型与先进控制算法相结合的优化控制策略,并基于直接能量平衡(DEB)策略设计吸收塔pH值优化控制策略;同时,使用信息物理融合优化结果指导分析智能评价系统;利用数据孪生技术和机理模型结合实现系统智能预警和故障诊断;统计典型故障,建立专家系统且结合数据驱动实现及时故障追踪。最后,采用可视化人机交互系统对脱硫系统指标实时展示,构建ICS+数字孪生+机器学习+可视化一体化脱硫系统,为实现自趋优、自学习、自恢复、自组织、自适应的智慧脱硫系统提供依据。

基于粒子群算法的模糊控制器设计及其在烟气脱硝中的应用

针对模糊控制器设计难度大、推广困难的问题,提出一种利用粒子群(PSO)算法设计模糊控制器的方法。通过将二维模糊控制器的模糊推理过程理解为二元函数,将控制器设计问题转变为函数曲面寻优问题,避免了设计隶属度函数、模糊规则等复杂的过程。利用网格化方法,将寻优对象降维为二维矩阵,然后采用PSO算法寻找最适合被控对象的函数曲面,从而完成模糊控制器的设计。以火电厂选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统为试验对象,利用此方法设计模糊PID控制器,并通过与常规PID控制对比,验证了该设计方法的有效性。

基于煤质在线检测的燃烧优化及自适应协调控制研究

为了提高燃煤机组对煤质变化的自适应能力,通过结合激光诱导击穿光谱技术和软测量模型,开发入炉煤质在线分析系统,并基于煤质数据,提出了含氧量、二次风及燃尽风优化控制策略;并提出以入炉煤质为输入热值的依据,辅以模糊控制、多象限区间划分等先进控制算法的协调控制方法,实现某1 000 MW机组汽温、汽压及变负荷速率的精准调控。结果表明:燃烧优化控制投入后,机组NO_(x)质量浓度降低,各主要输出更加平稳;协调控制投入后,在550~900 MW区间内,稳态运行最大压力偏差基本维持在0.13 MPa左右,各主要参数稳定、无摆动现象;在变负荷运行模式下,主汽压力在升降负荷过程中的最大压力偏差基本维持在0.5 MPa左右,过热度波动约为6 K,水冷壁无超温现象,运行效果良好。

基于精准能量平衡与预测控制的协调控制系统优化

我国火电机组面临煤质煤种多变的问题,随着电网对AGC、一次调频要求的不断提高,火电机组需进一步提升机炉协调控制系统的适应能力。超超临界机组具有高效节能的特点,是目前提高火电机组热效率的有效途径,以超超临界机组机炉协调控制系统作为研究对象,构建了超超临界机组非线性控制模型以及入炉煤低位发热量的软测量方法,实现了锅炉输入热量、锅炉动态蓄能和汽机侧能量需求的精准平衡;并采用阶梯式预测控制算法取代常规的PID控制器,将前馈和解耦的控制思想融入预测控制算法中,进一步克服了系统强耦合、大惯性、大迟延特性对调节性能的影响,实现了机组在高效宽负荷范围的高效灵活运行。仿真结果表明,加入入炉煤低位发热量作为控制器前馈后,主蒸汽压力、中间点焓值、主汽阀开度等参数均能快速响应滑压运行需求,且有效降低被控参数的超调量;当煤质发生变化时,控制器能迅速调节给煤量,各参数能快速回归设定值,且超调量较小;基于精准能量平衡的阶梯式预测协调控制策略可以有效抑制煤质扰动及锅炉蓄能变化对机炉调节性能的影响,从而进一步提升主汽压力调节的快速性和平稳性。

制粉系统抗扰动预测控制算法研究

为了提高火电厂制粉控制系统抗扰动的能力,在综合考虑制粉系统中各被控量历史输出和预测输出的基础上,提出一种改进的制粉系统多模型预测控制算法.该算法将对被控量偏差的比例、积分、微分作用引入到目标函数中,以改善系统动态调节过程,减小一次风流量和磨出口温度的波动,对于一次风的精确配风有重要意义.仿真结果表明,所提出算法能够提高制粉系统抗煤水分扰动的能力和工况大范围变动时的稳定性,实现制粉系统安全、稳定、经济运行.