主蒸汽压力系统的基于预补偿自抗扰控制设计

火电机组主蒸汽压力系统为典型的大惯性过程,其控制策略的设计存在着响应速度慢、抗干扰能力不足的问题。为解决主蒸汽压力系统的上述控制难点,提出了一种基于预补偿自抗扰控制的优化设计方法,将控制量通过预补偿结构后再送入被控对象,从而对常规自抗扰控制结构进行改进。在介绍基于预补偿自抗扰控制结构的基础上,通过单一变量法分析各个参数对于控制效果的影响,从而给出了其参数整定的流程。仿真结果表明:所提方法的跟踪状态、抗干扰状态和包含跟踪以及抗干扰状态下的绝对误差积分指标分别占对比方法的52.38%、60.75%和57.88%,从而验证了所提方法在提升主蒸汽压力系统的跟踪和抗干扰能力方面的优势;通过蒙特卡洛实验验证了所提方法能够很好地应对系统的不确定性。

主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响研究

传统汽轮机模型将锅炉看作一无限大蓄热环节,并未考虑主蒸汽压力的变化,这使得主蒸汽流量仅为阀门开度的函数。然而,实际过程中主蒸汽压力会因锅炉蓄热状态以及汽轮机阀门开度变化会产生波动,并非处于恒定状态。因此若忽略主汽压影响,所建模型仿真精度将严重受限,本文在传统汽轮机模型基础上考虑主蒸汽压力变化因素,建立了更为精细的汽轮机模型,并通过仿真研究了主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响。

主蒸汽压力和床温耦合系统的改进自抗扰控制设计

针对主蒸汽压力和床温耦合控制系统扰动抑制性能差、系统解耦复杂和参数整定困难的问题,提出一种耦合改进自抗扰控制(CIADRC)。首先,建立耦合系统近似积分串联模型,在此基础上构造耦合自抗扰控制;然后,在各前馈通道串联前馈补偿器,解决耦合系统大惯性、大时滞导致线性扩张状态观测器(LESO)信号不同步问题;同时,提出定量化参数整定公式,简化参数调节;最后,在主蒸汽压力和床温耦合系统中与PID、ADRC、模型辅助ADRC(MADRC)进行仿真对比。结果表明,提出的CIADRC在定值跟随、抗扰动上均具有明显的优势,且具有广阔的工程应用前景。

基于改进差分进化算法的CFB锅炉主蒸汽压力建模

建立准确的主蒸汽压力数学模型对提升循环流化床(CFB)锅炉主蒸汽压力控制系统性能有着实际意义。受现场条件制约,近年来基于数据驱动的闭环建模已趋于实用化。针对模型参数辨识过程寻优速度和精度指标,提出一种引入两个权重系数的改进差分进化(IDE)算法。与传统差分进化算法相比,改进后的算法在模型参数辨识过程中的寻优速度和精度均有提升,辨识所得模型更加准确。该结果证明了改进后算法的稳定性。通过采集山西某电厂350 MW超临界CFB锅炉现场的实际运行数据并进行预处理,将燃料量和汽机阀门开度同时作为输入、主蒸汽压力作为输出,并利用IDE算法寻优得到主蒸汽压力的最佳模型参数。对比结果表明,模型有着更高的拟合度。该研究对350 MW超临界CFB锅炉主蒸汽压力优化控制有一定的指导意义。

主蒸汽压力自适应AGC负荷控制策略优化

新能源机组装机容量逐年增加,对火电机组调节能力提出了更高要求。针对部分燃料热值较低或进行褐煤掺烧的火电机组主蒸汽压力波动大、自动发电控制(automatic generation control,AGC)调节品质差的问题,进行机组协调控制系统和风煤等控制子系统优化,修改一次风母管压力控制逻辑,设计主蒸汽压力自适应的磨煤机启停控制和机组协调控制系统。新控制策略在火电机组实际运行中提高了AGC调节品质,应用效果良好。

火电厂锅炉主蒸汽压力的阶梯式广义预测控制

在分析火力发电厂锅炉主蒸汽压力动态特性及其串级控制方案的基础上 ,采用阶梯式控制策略 ,实现了锅炉主蒸汽压力的广义预测控制 。

超临界CFB锅炉主蒸汽压力控制系统研究

通过对超临界循环流化床(CFB)锅炉的动态特性、能量平衡、即燃碳量和主蒸汽压力调节进行分析,合理构建关键参数,并利用机理分析构造软测量模型,计算炉膛内即燃碳的存储量和蓄热量,从而得到当前锅炉的热量信号,将直接能量平衡控制思路应用于超临界CFB锅炉的主蒸汽压力控制系统.结果表明:该方法提高了主蒸汽压力的稳定性和负荷响应能力,改善了机组的调节品质,证明了所构建模型和所提方法的有效性.

考虑主蒸汽压力的燃煤机组调速模型的分析与改进

为满足电网对火电机组一次调频能力的要求,对燃煤机组调速模型进行了研究。针对现有PSDBPA模型中因模型不完善导致无法考虑主蒸汽压力影响的问题,通过分析汽轮机在滑压运行工况下主蒸汽压力对于一次调频出力的影响,提出了改进的GK和TB模型,并进行了仿真验证;提出了压力裕度的概念,给出了机组在运行负荷下要保证一次调频出力达到6%额定负荷时的压力应高于阀门全开时压力的12%。

主蒸汽压力的无模型自适应预测控制

针对火电机组主蒸汽压力被控对象的大惯性、大迟延等特点,采用伪梯度向量的概念,对被控对象进行动态化处理,得到预测模型。提出了1种新型的无模型自适应预测控制(MFAPC)算法,将MFAPC算法用于主蒸汽压力串级控制系统的主调节器中,副调节器采用常规PI控制器。仿真结果表明,MFAPC-PI串级控制系统较常规PID-PI串级控制系统响应速度快、抗干扰性能强,对系统参数时变具有较好的鲁棒性。

考虑主蒸汽压力变化的机组一次调频动态特性

在研究一次调频动态特性时,一般都假定机组锅炉蓄热能力足够大,以至于主蒸汽压力恒定不变,主蒸汽流量与汽门开度成正比。但是实际上,机组蓄热能力总是有一定限度的,当机组蓄热用尽或主蒸汽压力因汽门开度的变化而变化时,一次调频的性能就会受到影响。研究主蒸汽压力变化对汽轮发电机组的一次调频动态特性的问题,并进行了建模,并分别在频域和时域进行了仿真分析。研究结果表明,一次调频动态特性在较高频段差异很小,而在低频段则有明显的差异。考虑主蒸汽压力动态后的一次调频的低频增益明显偏小,对控制较低频或者较长时间过程的电网周波变化是不利的,会出现一定时间过程之后一次调频出力回落、偏离理想设计性能的现象。为提高调频性能,需要合理设置CCS系统,以及对一次调频和二次调频进行协调。

基于热经济学的热力系统主蒸汽压力-排汽压力联合优化

为提升机组参与调峰时的热经济性,确定不同工况下热力系统发电成本,提出一种热力系统主蒸汽压力-排汽压力联合优化热经济学模型。该模型在算法设计中采用内外3层的迭代循环逻辑,从机理层面分析热力系统各参数间耦合关系,获得参数扰动后系统全部汽水参数和各级组通流量校正值。应用该数据完成热经济学指标计算与系统优化。获得不同负荷不同环境温度条件下主蒸汽压力与凝汽器真空的联合优化解。对比计算结果得出:主蒸汽压力与排汽压力联合优化解优于主蒸汽压力单独优化解;热力系统的发电成本随负荷的升高而减小、随环境温度的升高而增大;热力系统在冬季经济性更好。建议火电机组在制定上网电价时考虑季节因素对系统发电成本的影响。

100%负荷下FCB初期主蒸汽压力变化特性仿真

为了研究在机组快速甩负荷(FCB)初期锅炉主蒸汽压力的动态特性,建立了300 MW机组汽水系统模型,并进行100%负荷下FCB仿真试验。结果表明:对于主蒸汽压力控制,小容量高压旁路系统同时配置一定量的动力排汽阀(PCV)效果优于大容量高压旁路系统;缩短旁路阀的快开时间,对FCB初期主蒸汽压力的调节较为有效;高压旁路系统及PCV总泄放量低于65%BMCR的机组不适合进行FCB。

循环流化床锅炉主蒸汽压力模型预测控制

由于循环流化床(CFB)锅炉主蒸汽压力控制系统的大延时性,使得常规PID,PI控制方法难以取得较好的调节效果。对此,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的主蒸汽压力控制方法,将该算法运用于主蒸汽压力控制系统,并对系统进行负荷扰动仿真试验,以验证控制效果。结果表明,基于MPC的主蒸汽压力控制系统稳定性、适应性、鲁棒性和抗干扰能力均优于常规PID,PI控制。

循环流化床锅炉主蒸汽压力的模糊控制

近年来循环流化床锅炉因其高效、低污染、低成本等特点得到了迅速的发展 ,但由于其燃烧过程十分复杂 ,很难建立被控对象准确的数学模型 ,因此难以实现常规方法的控制。本文设计了一个模糊控制器并进行了仿真研究 ,仿真结果表明模糊控制器对本文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这类复杂过程的控制。

在统一物理模型下研究主蒸汽压力参数的变化对机组煤耗的影响分析

为实现火电机组节能降耗的目的,主蒸汽压力参数对机组经济性能有着十分重要影响。统一物理模型的形式规范简明,数学模型形式简单统一、物理意义明确,能够适用于各种形式的火电机组。在统一物理模型下研究主蒸汽压力的变化对机组的煤耗的影响,推导出主蒸汽压力变化对机组煤耗的影响的物理模型,为火电厂调峰运行起着一定的指导作用。

主蒸汽压力变化对机组煤耗率的影响分析

主蒸汽压力是机组实际运行中必须密切监视和调节的主要参数之一,在机组实际运行中会不可避免的偏离设计值,从而影响机组的发电标准煤耗率,影响机组的热经济性和安全性。在火电厂热经济性统一物理模型和数学模型的基础上,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主汽压变化对煤耗率影响的计算模型,并以某电厂660 MW机组为例进行验证,并计算了此机组不同工况下主汽压变化对机组煤耗的影响,并绘制成图,对其规律进行了分析。此计算模型得到的计算结果误差较小,足以满足工程实际的需要。

燃煤锅炉主蒸汽压力的模糊自校正PID控制

针对电厂主蒸汽压力控制对象迟延较大的特点 ,引入Smith预估控制 ,提出一种改进的模糊控制器调整PID的参数 ,由于规则库规模缩小 ,其建立变得较为直观 ,推理计算更迅速 ,使实时控制成为可能。仿真结果表明

模糊自适应PID控制在循环流化床锅炉主蒸汽压力中的应用

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、低氮氧化物生成量等优点,而被广泛地应用于石油、化工、冶金等工业过程中。主蒸汽压力是一个非线性、时变、多变量耦合的对象,在工业控制中随着工况的不同,使得被控量随着扰动的不同发生变化,难以建立精确的数学模型,从而使常规的控制策略效果不理想。采用模糊自适应PID算法来实现对于主蒸汽压力的控制,通过仿真结果表明,模糊自适应PID对于主蒸汽压力控制的稳定性、适应性、鲁棒性和抗干扰能力均比常规的模糊PID控制好。

基于动态矩阵控制的工业炉主蒸汽压力优化算法设计

通过对给煤量的精确控制来实现对工业炉主蒸汽压力的优化,详细介绍了动态矩阵控制的工业炉主蒸汽压力的基本原理,提出了主蒸汽压力的模型预测以及相应的控制量的滚动优化方案。

基于TDOF MD PID的循环流化床锅炉主蒸汽压力控制系统研究

针对循环流化床(CFB)锅炉燃烧系统所具有的大延迟、大滞后等特性,以主蒸汽压力为被控对象,基于常规PID控制系统,设计了二自由度的模型驱动PID(TDOF MD PID)控制器,分析了燃料量对主蒸汽压力的影响特性。通过仿真试验对TDOF MD PID控制器与常规PID控制器的控制性能进行了对比。结果表明,TDOF MD PID控制器结构简单,参数易于调整,具有很强的鲁棒性和抗干扰性,能够有效地改善控制系统的动态品质。