基于扩张状态观测器的过热汽温系统建模与参数智能辨识

可再生能源的高渗透率给电网供需匹配带来严峻挑战的同时,燃煤机组需要承担着大量的调峰调频任务,这对过热汽温系统的安全稳定运行造成了一定威胁,因此有必要建立面向热工控制的汽温数学模型。考虑到迟延型扩张状态观测器(time-delayed extended state observer,TD-ESO)的总扰动信号中含有大量模型信息,提出一种基于ESO补偿模型的参数智能优化和信息提取方法,即以总扰动中未知信息量最小为目标,采用改进沙丘猫算法对模型参数优化并提取总扰动中已知模型信息补偿至ESO的输入端。在仿真算例方面,线性和非线性系统的测试结果表明,所提辨识方法对有无输入迟延的两种系统均有良好的适用性和较高的精度;在实际应用方面,基于超超临界二次再热机组的过热汽温系统数据进行模型辨识与验证,同样表明该建模方法是合理、准确的。因此,该文所建立的模型能够为汽温系统的控制策略设计和性能优化等方面提供有价值的参考。

燃煤机组过热汽温宽负荷模型前馈控制

为了对燃煤机组过热汽温宽负荷运行时进行更精确地前馈控制,提出一种基于物理引导神经网络(PGNN)的预测前馈信号模型,并基于间隙度量法确定了多模型的负荷段分配。多模型间隙度量PGNN预测方法采用多模型间隙度量方法对负荷区段进行合理划分,结合过热器机理引导的长短期记忆神经网络,可以对强耦合、大惯性的过热汽温宽负荷前馈信号进行精准预测。结果表明:在机组宽负荷运行时,随着负荷降低控制对象的非线性程度逐渐增强,需要更多的模型数量,采用多模型间隙度量PGNN前馈控制方法可以在不同工况下采用与当前工况相适应的前馈信号,有效提升过热汽温的调节精度和稳定性。

电厂过热汽温神经PID控制系统的仿真研究

针对火电厂主汽温被控对象的大迟延、模型不确定性,设计了基于RBF神经网络的神经PID汽温控制系统,并对控制系统进行仿真试验,其仿真结果表明了设计的控制器具有良好的位置跟随性、抗干扰性和鲁棒性.

基于相位补偿的过热汽温自抗扰控制

随着可再生能源接入电网比例的逐步增大,热力发电厂需要应对更加频繁、更大范围的负荷变化,给电厂的高阶大惯性过热汽温过程的控制带来严峻的挑战。为此,文中针对一类高阶大惯性过热汽温过程,提出一种基于相位补偿的自抗扰控制(phase compensation based active disturbance rejection control,PC-ADRC)方法。首先,阐述过热汽温系统的工作原理和控制难点。然后,采用低频近似法详细推导相位补偿(phase compensation,PC)网络模型,提出采用PC网络对模型动态特性进行补偿,得到等效降阶模型的简化思路。为便于工程应用,给出PC-ADRC系统的简单实现方法和等效模型分析。最后,对PC-ADRC系统的稳定性和鲁棒性进行研究。理论分析和仿真结果表明,所提出的PC-ADRC系统能有效提升高阶过程控制系统的鲁棒性和快速响应能力。

基于数字孪生模型的主汽温预测控制策略

针对超临界机组主汽温对象大惯性、大时滞、时变及工况复杂等特点,提出一种基于数字孪生模型的主汽温预测控制策略。该控制策略通过主汽温数字孪生模型预测主汽温值,并采用反馈校正修正预测值,使用黄金分割法滚动优化目标函数,输出最优控制量。所建立的主汽温数字孪生模型,包含主汽温系统传递函数模型与Xgboost-LSTM偏差模型,采用迁移学习理论实现在线更新,具有了高预测精度、高效更新能力与强鲁棒性。以某1000 MW超临界机组末级过热系统为例,进行仿真实验。结果表明,基于数字孪生模型的主汽温预测控制策略有效改善了主汽温系统的控制品质与鲁棒性,具有良好的负荷适应能力。

基于局部模型网络的主汽温阶梯式动态矩阵控制

火电厂主汽温系统的大惯性、时变性和多扰动等特点导致采用传统串级PID控制难以取得令人满意的控制效果。为了克服传统控制方案的缺陷,提出了一种基于局部模型网络的多模型阶梯式动态矩阵控制算法。首先,通过引入阶梯式策略有效解决了原始动态矩阵控制算法固有的矩阵求逆问题;其次,通过引入扰动前馈补偿,提高了主汽温系统的抗扰动能力;最后,针对不同工况下动态特性大幅度变化的主汽温对象,设计了基于局部模型网络的多模型阶梯式动态矩阵控制器。仿真结果表明,相比于传统控制算法,所提算法明显提升了主汽温系统的全局设定值跟踪性能、抗扰动性能和鲁棒性能,可以满足火电机组主汽温的控制要求。

大型锅炉汽温偏低和燃烧不稳原因分析及措施

益阳电厂1号锅炉基建调试期间在燃用设计校核煤种时,锅炉主蒸汽温度、再热蒸汽温度低,燃烧不稳,多次发生锅炉高负荷灭火,其原因为锅炉过热器面积偏少、炉内温度水平偏低。通过采取炉内布置品字型卫燃带等技术措施,取得了明显效果。

锅炉耦合SOFA风门水平摆角及开度偏差的汽温自纠偏研究

针对某660 MW锅炉高温过热器左右两侧吸热量偏差过大的问题,首先尝试采用同电厂另一台锅炉的自纠偏方法,研究分离燃尽风(SOFA)风门开度偏差与汽温偏差的关系,当该方法未达到预期效果后,进一步分析了失效原因。通过耦合SOFA风门水平摆角及开度偏差方法,成功建立了二者与锅炉左右两侧汽温偏差的关系。结果表明:通过调整SOFA风门水平摆角,可以有效地改变炉膛内切圆左右两侧的推力分布;调整上3层SOFA风门开度,当左侧风门开度增大、右侧风门开度减小时,过热器两侧吸热量呈现左侧增大、右侧减小的变化趋势,使过热器两侧汽温偏差随SOFA风门开度偏差变化呈先减小后逐渐稳定的趋势。投运耦合SOFA风门水平摆角及开度偏差的锅炉汽温自纠偏优化控制系统,成功实现了锅炉汽温的自纠偏控制。

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。

350 MW机组锅炉吹管过热器汽温偏差分析

350 MW汽轮机组锅炉在吹管期间,出现低温过热器管、屏式过热器管左右侧汽温偏差大的问题。为防止因汽温偏差导致超温,系统地分析偏差原因,发现是由于汽水分离器结构的特点,储水罐产生的不饱和蒸汽分配不均,导致主汽出口左右侧管道汽温产生偏差。运行中采取降低储水罐水位,增加疏水时间,从而减少产生不饱和蒸汽量,就可消除左右侧汽温偏差。

基于Matlab的锅炉过热汽温模糊控制系统仿真

针对电站锅炉过热蒸汽温度PID串级控制系统的效果并非十分理想的现状 ,应用Matlab的模糊推理工具箱 ,设计了锅炉过热蒸汽温度模糊控制系统 ,并用Simulink进行了对比仿真研究 ,结果表明 ,应用模糊控制可获得比使用传统PID控制更为理想的调节效果 ,不论在何种扰动下 ,其综合控制品质指标都比较高 ,动态过渡过程时间比较短 ,基本上可以消除振荡 。

一种模糊控制算法在主汽温控制系统中的应用

针对主汽温具有影响因素多、时滞较大及模型时变的特点 ,提出了主汽温自整定模糊控制算法 .该算法利用解析公式形式 ,对主汽温偏差及其变化率、导前汽温变化率进行了综合考虑 ,并可根据运行工况自动调整各模糊变量的加权因子 。

基于FUZZY-PID的主汽温控制

基于ＳＴＡＮ－９０火电机组全仿真机系统平台，选用全论域范围内带自调整因子的模糊控制器与ＰＩ控制器相结合的复合控制方案设计过热器减温控制系统：编程建立相关模糊控制算法并组态实现了控制系统功能．动态试验结果表明，与常现ＰＩＤ串级控制系统相比该系统达到了更好的动、静态性能。

基于特性预估补偿的模糊PID汽温控制系统

针对大型火力发电机组汽温被控对象动态特性迟延及时变、非线性强的特点,在常规控制方案的基础上,采用对象特性在线预估补偿策略,并根据机组负荷和汽温偏差模糊在线调整PID控制器参数。经300MW及以上容量机组现场试验及运行表明,该方案的控制效果优良,在常见干扰作用下,汽温动态、静态性能达到并超过了工艺流程所要求的各项指标。该系统可在不同类型的DCS上实现,具有较好的推广应用前景。

冷热炉烟制粉对锅炉汽温的影响及分析

本文通过对某300MW机组的制粉系统烟煤适应性改造后锅炉汽温变化的数据进行统计,冷、热烟气制粉系统改造完成后,明显提高了主再热蒸汽温度,改善了蒸汽品质,提高了运行经济性,并分别从烟气量变化、着火时间、火焰中心、燃烧控制方面对汽温变化的影响分析,验证了投冷热炉烟对锅炉汽温的影响,特别是在当前深度调峰工况下,更有利于燃烧控制方式优化和保障锅炉汽温的稳定。

基于内模控制的火电厂主汽温控制系统

针对火电厂主汽温具有非线性、时变性、大延时的特点。基于内模控制理论,设计了内模控制系统。内回路采用比例积分控制,可以快速消除内扰;外回路采用内模控制,可以有效地补偿主汽温的大滞后特性。在安徽省某电厂600MW超超临界直流炉机组使用此控制系统,通过现场实际运行验证了该控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性。

1000MW煤电机组调峰中汽温控制策略研究

如何使煤电机组汽温迅速稳定在一个合适的区域内,是煤电机组快速调峰和调频响应的一个难题。汽温调节器具有大惯性和大滞后的特点,传统的串级控制方法难以达到理想的控制效果。由于汽温被控对象的非线性、测量不确定和时变等因素,使得预测控制和神经网络等先进算法的应用受到很大的限制。针对这一问题,拟采用串联和局部Smith预测相结合的方法,建立一种基于级联和局部Smith预测相结合的复合控制方法,通过参数识别得到准确的局部Smith预测模型,形成一套适用于1000 MW超超临界煤电机组的汽温控制方法。

火电厂过热汽温控制系统

主汽温控制系统在整个电厂运行中占很重要的地位。主蒸汽温度过高,会加速蒸汽管道蠕变,甚至会撕裂管道造成爆管事故;而主蒸汽温度太低,则会导致蒸汽过热度不够严重影响汽轮机效率。其中,影响主蒸汽温度变化的主要因素有:锅炉负荷、炉膛过量空气系数、燃烧器的运行方式、燃料性质、给水温度以及受热面污染情况等等。同时,主汽温被控对象具有大惯性、大延迟、时变等特性。这些因素使得主蒸汽温度的控制不太理想。 本文详细介绍了过热汽温控制系统,过热蒸汽温度控制对象的动态特性;PID控制器及其参数整定方法(简单介绍了经验数据法和Z-N法)。此外对主汽温控制系统,较为详细的描述了串级控制系统和导前微分控制系统。

基于混合策略麻雀算法的锅炉主汽温系统参数优化

超临界机组过热蒸汽温度的控制品质直接影响机组的安全稳定运行,传统的控制方案是通过工程整定法对主汽温控制系统参数进行优化。麻雀优化算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)作为一种新颖的群体智能优化算法,已在诸多应用领域具有较好的寻优性能。针对锅炉主汽温系统特性,提出一种混合策略的改进型麻雀搜索优化算法,在锅炉主汽温系统参数寻优过程中,能够在不降低寻优精度的同时降低寻优时间。仿真结果验证了改进SSA算法的良好寻优特性。

1000MW超超临界一次再热机组再热汽温控制策略探讨

本文针对1000MW超超临界一次再热机组再热汽温控制策略进行探讨。首先介绍了超超临界机组的概念及再热汽温控制的基本原理。然后分析了1000MW超超临界机组再热汽温控制的现状,包括机组运行参数和锅炉运行中存在的问题。最后提出了一系列运行优化调整策略,如选择最佳制粉系统运行方式、燃尽风调整、变氧量调整、煤粉细度调整、一次风量调整和吹灰方式优化等,以提高机组运行效率和安全性。