基于炉膛辐射能信号的主汽压特性及仿真研究

采用了基于火焰图像处理的炉膛辐射能信号检测系统对湘潭电厂 30 0MW燃煤机组进行了现场检测 ,并对机组进行了锅炉燃料扰动和汽机调门开度扰动的开环试验 ,获得主汽压系统的动态特性 .将炉膛辐射能信号引入燃烧控制系统 ,对入炉燃料量进行反馈控制 .仿真试验表明 ,该控制方案可以有效克服燃料量内扰和负荷外扰对主汽压力的影响 ,维持主汽压力的稳定 .

火电厂锅炉主汽压系统的模糊辨识与模糊控制

基于动态特性实验和模糊控制策略给出了锅炉系统新的控制方法。电厂锅炉燃烧系统的主要特性是非线性、非最小相位特征、不稳定性、时滞和负荷干扰。进行锅炉的动态特性实验并将锅炉燃烧系统表示成语言描述模型。运用线性模糊控制规则对锅炉对象的主汽压进行了仿真研究和实时控制，最后给出了模糊控制同传统方法的比较结果。

直接能量平衡式主汽压力控制系统

针对主蒸汽压力控制系统采用了一种新型的直接能量平衡式控制方案，经在黄岛电厂的实际应用表明，这种方案简单、实用、可靠．并已取得了良好的调节品质和控制效果．

仿人逻辑预测控制器在主汽压系统的应用

基于逻辑控制和预测控制的基本理论,针对火电厂主蒸汽压力系统的特点以及泛布尔代数的多值逻辑控制器和预测控制器模型结合,形成的一种新型的智能控制器——仿人逻辑预测控制器,将此控制器应用于主汽压控制系统以改善控制性能。通过仿真试验表明,该控制方案对被控对象模型的大范围变化表现出强鲁棒性。

生物质锅炉主汽压系统的H_∞混合灵敏度控制

针对生物质锅炉主汽压对象模型的不确定性和燃烧工况变化较大的特点,采用混合灵敏度控制方法设计了H∞鲁棒控制器;选择了合理的加权函数,给出了加权函数的奇异值曲线;利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真实验并与常规PID控制结果比较,结果表明,在对象模型参数发生较大变化时,H∞混合灵敏度控制仍具有良好的鲁棒稳定性和动态性能;研制了基于DCS的生物质锅炉主汽压实时监控系统,利用MCGS组态软件设计了上位机界面,并进行了初步试验研究;实验结果表明,H∞混合灵敏度控制的生物质锅炉主汽压系统响应时间约为10 s且基本无超调,具有一定的应用价值。

基于无模型控制器的火电厂主汽压控制系统

基于无模型自适应的基本理论,针对火电厂主汽压系统的特点,将无模型控制器与比例积分控制器作为主、副调节器构成串级控制,应用于主汽压控制系统以改善控制性能。仿真试验表明,该控制方案能快速消除燃料量内扰并对被控对象模型的大范围变化表现出强鲁棒性。

主汽压变化对汽轮机热耗率影响的修正分析

以火电厂热经济性的统一物理模型和数学模型为基础,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主蒸汽压力对热耗率修正的计算模型,并以某660 MW机组为例,计算并绘制了三阀全开工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,与厂家提供的曲线进行对比,主蒸汽压力计算区间为23.8～24.6 MPa,当主蒸汽压力为23.8 MPa时误差达到最大为0.058 32%,能够满足工程实际的需要,验证了模型的正确性。计算并绘制了不同工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,分析得出负荷越低,主蒸汽压力的偏离对热耗率的影响越大。

几种主汽压控制方式的分析比较与建议

通过对火电厂主汽压采用不同的控制信号、控制规律和平衡信号进行控制所取得的效果进行分析比较，并根据实践经验，提出针对不同的机组制粉系统和一次设备的可控性情况，采用不同的主汽压控制信号、控制规律和平衡信号的控制方案，以取得较佳的控制效果。

循环流化床锅炉主汽压的先进PID控制

对循环流化床机组的主汽压控制系统进行了分析,并设计了一个先进PID控制器。它的特点是将PID控制与模糊控制相结合,在PID控制的基础上,用模糊推理的方法对PID进行调节。仿真结果表明:模糊控制器对其控制对象具有良好的控制性能。该控制方法可用于流化床锅炉燃烧系统等复杂过程的控制。

一种基于主汽压预测的火电机组负荷控制方法

针对火电机组因锅炉大惯性导致负荷响应慢、汽压波动大等问题,提出一种基于主汽压预测的火电机组负荷控制方法。该方法以锅炉跟随控制方式为基础,根据预测模型,由负荷指令和当前燃烧率预测出主汽压变化趋势,根据预测主汽压与当前主汽压偏差来修正锅炉侧的能量需求,以超前改变入炉能量,提高机组的负荷响应速率,减少主汽压波动。以某1 000 MW超超临界机组为例,建立其压力预测模型并进行负荷控制阶跃仿真实验,结果表明:采用该方法使得燃料量控制兼顾快速性和准确性,能有效改善机炉之间协调特性,使机组负荷响应快、超调量小,同时主汽压波动小。

基于状态反馈-预测控制的1000MW机组主汽压控制方法

针对1000MW超临界机组锅炉大惯性和时滞性的特点,利用预测控制中滚动优化的局部最优控制功能,来加强主汽压的控制能力。1000MW超临界机组AGC运行方式,在机组安全的基础上,以汽轮机功率为调节的第一优先级,且汽轮机调节快速准确,为减小对工业控制器计算能力的依赖,1000MW超临界机组预测控制仅用于机组主汽压控制,汽轮机功率控制仍采用原来的PID控制。1000MW超临界机组AGC正常调节时,相比于锅炉和主汽压的长周期调节,汽轮机功率可认为仅与AGC负荷指令相关,不受锅炉运行状态影响;此时,锅炉总煤量变化(燃水比不变)对主汽压力的影响是一个纯积分不稳定过程,无法设计应用预测控制,需要利用状态反馈控制器和LQR理论,在低成本投入条件下将这一不稳定过程整定成渐稳系统。仿真结果显示:基于状态反馈控制器和预测控制的1000MW超临界机组主汽压控制方法,明显优于传统的PID与前馈结合的控制方案。

燃气发电锅炉主汽压滑模预测优化控制策略

针对燃气发电锅炉主汽压控制的非线性、纯滞后和强干扰特点,提出了一阶时延模型的主汽压滑模预测优化控制策略。利用广义预测控制对滑模控制器的增益及主汽压作出实时预测,根据主汽压预测偏差对滑模增益进行反馈校正和滚动优化,以降低滑模控制系统的抖振。对煤气调节阀的流量特性进行非线性补偿,通过优化目标函数求出离散形式的最佳控制律。仿真结果表明:与常规PID、滑模控制和动态矩阵控制相比,模型适配时所提出的控制策略使调节时间最多减少19.1 s,超调量最多降低16.4%;滑模函数抖振小,系统抗干扰及鲁棒性良好。工程应用表明:使用所提策略后,系统抖振比单一滑模控制的降低60%,主汽压控制偏差小于±0.05 MPa,系统稳定性和抗干扰能力明显提高。

燃气锅炉主汽压的RBF神经网络滑模控制策略设计

针对燃气锅炉主汽压控制的非线性、干扰大和模型参数易变的特点,常规比例积分微分(PID)控制方法难以取得满意的控制效果。利用滑模控制对系统参数变化和扰动不灵敏的优点,提出一种基于神经网络和滑模控制相结合的主汽压优化控制策略。采用径向基函数(RBF)神经网络调节滑模控制器的切换增益以降低其在平衡点的抖振,并通过在系统中设计干扰观测器实现对扰动的补偿。结果表明:与常规滑模控制和常规PID控制相比,不同工况下本文提出的控制策略超调量最多减少6.62%,调节时间最多减少57.45 s,且系统抖振小,跟随性能、抗干扰能力和鲁棒性能良好;工程实例表明,采用所提控制策略后,系统抖振比常规滑模控制降低33%,主汽压波动范围在-0.04~0.1 MPa,控制系统抗干扰能力得到显著提高。

改进粒子群优化的燃气发电锅炉主汽压模糊预测控制策略

针对燃气发电锅炉存在的纯滞后、大惯性和参数模型易变等问题,设计了一种改进粒子群优化(PSO)的主汽压模糊广义预测控制策略。利用遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)辨识出主汽压模型,并引入广义预测控制(GPC),通过多步预测、滚动优化和实时反馈技术克服系统惯性、时滞和参数时变问题。为改善主汽压控制系统的稳定性和动态响应品质,对GPC算法中的控制加权系数进行模糊自校正设计。引入改进粒子群算法对广义预测控制的控制量增量进行寻优,求取最优控制律。仿真结果表明:与改进PSO-GPC策略和动态矩阵控制(DMC)策略相比,在施加扰动情况下,所提改进PSO-模糊GPC策略在模型适配与失配时稳定时间分别最多减少94.5 s和132 s,超调量分别最多降低5.1%和8%。工程运用表明:所提控制策略主汽压控制偏差低于±0.15 MPa,系统受模型失配影响更小,稳定性和抗扰动能力明显提升。

基于主汽压动态特性的机组协调预测控制研究

针对火电机组协调控制时存在主蒸汽压力(以下简称主汽压)波动大的问题,研究了一种基于主汽压预测的机组协调控制策略,并将其应用在330 MW机组上。建立了火电机组的主汽压模型,根据330 MW机组数据确定了模型参数,并对模型进行了验证。将该模型用于预测机组主汽压,可由当前负荷指令和燃烧指令预测出主汽压变化趋势。预测主汽压与当前主汽压间的差值可反映入炉燃料量的未来需求,在协调控制策略中用该差值动态修正锅炉侧的入炉燃料量,以克服锅炉惯性,减少主汽压波动。实际运行结果表明:采用该控制策略后,其主汽压波动小于原控制策略,同时机组负荷波动也减小。

基于改进的隐式广义预测控制在燃气发电锅炉主汽压中的应用

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽压的隐式广义预测控制系统,简化控制算法,通过在目标函数中增加PI结构,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比串级PID和常规隐式广义预测控制,所提控制策略在模型适配时调节时间最多减少20 s,模型失配时超调量最多减少5.08%,调节时间最多降低36 s,系统鲁棒性和抗干扰能力增强;工程应用表明,使用所提策略后主汽压控制偏差在±0.2 MPa之间,控制精度显著提高。改进的隐式广义预测控制较好地满足了工业生产中对主汽压的控制要求,具有较高的研究和应用价值。

锅炉主汽压力控制系统的非线性控制研究

分析了燃煤锅炉的燃烧与控制机理，描述了增益双曲余弦函数的工作原理，设计了增益双曲余弦非线性PID控制器。利用MATLAB／SIMUUNK仿真软件对增益双曲余弦非线性PID控制器与传统PID控制器做了对比分析。结果表明，在锅炉主汽压控制上增益双曲余弦非线性PID控制器的调节时间短、无超调量，但传统PID控制器抗干扰性能更好。

上汽超超临界机组DEH主汽压控制策略分析与优化

上海汽轮机厂超超临界机组一般采用锅炉跟随模式为主的协调控制方式,在机组协调控制投入的情况下,锅炉主控汽压而汽机主控负荷,在这种模式上DEH系统对主汽压控制拥有一套非常完善的控制策略。通过对浙能嘉兴电厂、浙能枣泉电厂上汽超超临界机组DEH系统的调试,对比上汽300、600 MW机组DEH系统在主汽压控制策略上的异同,分析了上汽超超临界机组DEH主汽压控制策略上的原理和特点,并提出了相关优化措施。

600MW机组协调控制方式下主汽压波动的原因浅析

主蒸汽压力是蒸汽品质的重要体现,协调控制的大容量火电机组,引起主蒸汽压力波动的最主要内因就是燃料的过调,文中从调节参数、磨煤机的启停、煤质的变化和负荷的变化等4个方面对燃料过调的影响进行了分析并提出了一定的解决办法,同时也分析了减温水量对主汽压力的影响。

锅炉主汽压Smith预估控制器的设计

针对燃煤锅炉蒸汽压力的滞后、耦合及高度非线性等特性,将Smith预估控制器理论应用到该系统,建立了控制环节的数学模型,利用Matlab软件做了仿真研究。仿真结果显示,系统跟踪速度快、超调量小,同时验证了控制算法的有效性。