风电机组惯量响应与一次调频能力研究

[目的]风电大规模接入电网给电网运行的稳定性尤其频率稳定带来极大挑战。为改善大规模风电接入电网导致的调频能力不足,提升风电并网频率适应性能力,风电机组亟须具备调频功能及响应及时性。[方法]文章采用基于转子动能和桨距角备用的调频系统方案,在电网频率变化时可快速精确地为电网提供有功支撑。首先,在对惯量响应和一次调频算法逻辑进行理论分析的基础上,进行主控算法设计;然后,在联合仿真平台进行功能性验证;最后,在某项目进行实测。[结果]仿真和测试结果表明:基于转子动能和桨距角备用的调频系统方案可应对多种电网频率变化,快速提供有功支撑。[结论]风电机组的调频系统方案可在多种频率变化工况下进行快速地惯量响应(响应时间小于500 ms)和一次调频响应(响应时间小于5 s),并为电网提供稳定的有功支撑,有助于辅助电网频率恢复,有效提升风电机组的频率适应性。

船舶主机气囊隔振系统对中控制的响应特性分析及算法研究

分析了气囊隔振装置的压力变化对主机对中姿态的影响,认为主机姿态控制的响应计算可进行线性化处理,并给出了满足线性计算精度要求的压力变化范围。在此基础上,提出一种新的优化控制算法,将气囊压力分布与对中姿态同时作为控制目标。在试验台架上验证了理论分析的正确性,控制算法使气囊压力与对中姿态两个指标均能快速收敛到精度范围,具有较高的控制精度。

一种基于遗传算法的自调整模糊PID控制器

针对火电厂主汽温被控对象的大迟延、模型不确定性,提出一种改进的基于遗传算法的在线自调整模糊PID控制系统,并采用遗传算法对自适应调整算法中的参数进行寻优。仿真结果表明,该系统能很好地克服机组工况变化对系统的扰动。系统在多种工况下的暂态和稳态响应明显好于常规的PID控制系统,体现了模糊控制系统在控制品质、鲁棒性方面所特有的优越性。

免疫优化变参数PID控制及其应用

针对工程实际应用,提出了一种改进的变参数PID控制策略。新的控制策略不论对于调节还是设定值跟踪均具有很好的控制效果,对于工业实际中常见的大滞后对象也有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性。为了使变参数PID控制取得更好的效果,采用免疫遗传算法进行设计参数的优化整定。通过对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主蒸汽温度被控对象进行的仿真研究,结果表明,免疫遗传算法的特点使得它具有全局优化的能力,对变参数PID控制的参数优化设计是成功和有效的,使得汽温控制系统在不同的负荷下均获得很好的调节品质。

基于C8051F002的温度控制系统设计

设计了一种温度控制系统。以C8051F002单片机为核心,提出了系统结构;选用MAX3232芯片设计了单片机与测控计算机的接口电路;选用AD7416芯片设计了温度测量电路;通过单片机自带的2个12位DAC,设计了温度控制电路;介绍了主程序流程。通过温度传感器和半导体制冷器构成闭环控制系统,提高了控温精度;将该系统应用于某化学样品成分分析实验中,精度达到±0.5℃,满足实验要求。

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GA的专家PID控制

针对回炉煤气压力的特点及焦炉加热系统的工艺要求 ,利用遗传算法对回炉煤气主管压力控制系统中的专家PID调节器参数进行优化。

基于轴心轨迹重构的自动平衡控制输入算法优化

以转子呈各向异性、支撑刚度非线性时的自动平衡系统为研究对象,提出一种轴心轨迹重构方法来实时测算稳定的基频振动矢量作为最优自动平衡的控制输入,并在自动平衡试验台上进行了试验验证。结果表明,相较于传统单向传感器自动平衡系统,基于轴心轨迹重构的自动平衡控制输入算法的振动幅值降低了7.54μm,同比下降约5%。

主汽温系统混合H_2/H_∞最优PID控制

针对火电厂主汽温控制系统非线性、大惯性、参数不确定以及存在未知干扰的特点,设计了混合H_2/H_∞最优PID控制方案。该方案在系统闭环稳定的前提下,给出H_∞性能的乘性摄动边界和PID控制器参数的有效范围。为了获得最优的性能指标,提出一种改进的引力搜索算法,利用典型测试函数验证了算法的有效性,并将该算法应用于主汽温系统的混合H_2/H_∞最优PID控制器参数优化。仿真结果表明,优化后的主汽温控制系统具有良好的控制品质,可以克服未知扰动,并且具有较强的鲁棒性。

火力发电系统中智能温控系统的设计与实现

针对锅炉中主蒸汽温度控制系统中具有的非线性、参数时变性和系统大滞后等问题,以LabVIEW为平台,采用数据采集卡PCI-8360V实现上位机与控制平台的通信,设计并实现了锅炉主蒸汽温度控制系统。采用PID、模糊PID以及模糊积分等算法控制锅炉主蒸汽温度,同时通过数据采集卡获取这些数据,在可视化界面上以趋势图的方式实时显示。结果表明,控制目标温度和实际仿真数据的误差缩小到2~3℃,能够满足在50%~100%负荷之间,蒸汽温度的变化范围被控制在要求的-10^+5℃。

完整作业信息定量分析顺北油田钻完井漏失因素

针对解析法等定性研究方法指导现场防漏堵漏缺乏针对性,定量预测法在预测漏失时使用的工程数据不完整且在预测出漏失程度后未提出如何通过调整相关参数定量控制漏失的难题,提出了引入剥茧算法解决。选取顺北油田记录了平均漏失速率的29口井中的27口的全部测量参数,以平均漏失速率为目标函数,井深、钻完井液密度等作自变量,建立多元一次回归方程并求解方程的待定系数。理论上,运用T检验和F检验证明方程满足工程分析要求;实践中,用未参与方程建立的两口井的数据检验方程误差,计算值与实际值相对误差均在6%左右,满足工程控制需要。使用贡献率法和削元法简化目标方程,最终筛选出17个影响平均漏失速率的因素,其中10个钻井流体因素的贡献值在50%以上,即通过调整钻井流体性能可以控制一定的平均漏失速率。为现场控制方便,将钻井流体的性能用六速黏度计300 r/min读数换元,使得钻井流体的主控参数减少到pH值和六速黏度计300 r/min读数两项,通过分析该三元方程预测出最小平均漏失量为2.3 m^(3)/h。针对顺北区块的特点,通过定量分析发现顺北油田漏失涉及地质、工程等作业环节并找到了钻完井漏失主控因素,通过削元、贡献率等方法筛选并计算出通过控制漏斗黏度、六速黏度计300 r/min读数得到的最小平均漏失速度。在指导堵漏现场实践方面,可以为后续施工措施获得理想的控漏效果提供基础数据支撑,为决策提供可选择的手段。

改进思维进化算法在过热汽温系统中的应用

应用改进的思维进化算法优化PID参数。思维进化算法的子群体间彼此独立操作,因此会有重复操作,重叠的区域,因而造成资源浪费。将小生境技术引入到思维进化算法。它对群体进行划分,减少重复搜索,保持群体的多样性,提高搜索效率。通过对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主汽温被控对象的仿真研究,结果表明:改进的思维进化算法寻优速度快,计算量小,对PID参数优化是非常有效的,使得主汽温控制系统取得了较好的控制品质,系统的鲁棒性比较强。

改进蚁群PID-神经元解耦的CFB锅炉燃烧系统控制

床温和主汽压都是循环流化床(CFB)锅炉生产运行中的重要参数,会直接影响机组的安全性和经济性;但由于这两者对象存在非线性、大时延、强耦合等特点,其现场控制效果一直不太理想;文中首先采用自适应神经元将床温和主汽压解耦,再利用改进的蚁群算法优化参数的PID控制器对两者进行独立控制;采用该算法优化常规PID控制参数,能够实现控制参数的快速寻优;该方案应用于CFB锅炉燃烧系统仿真,结果表明能有效实现系统解耦,且具有响应快、超调量小等优点,有效地提高了控制品质。

基于帝国竞争算法的主汽温控制系统参数优化研究

针对火电厂主汽温难以控制的特点,利用帝国竞争算法对主汽温串级控制策略进行了仿真优化研究。以带有限幅和限速执行器的主汽温串级PID控制系统为仿真对象,确定了合适的误差指标函数ITAE;对几种类型的串级PID控制方案进行了对比研究。仿真结果表明帝国竞争算法是一种便捷有效的参数优化方法,PID-PI型串级控制系统动态性能指标较均衡,抗干扰能力更强。

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。

优化自抗扰控制器在船舶主机上的应用与仿真研究

船舶主机速度控制系统具有典型的非线性和不确定性,并受到调速器执行能力的约束及风、浪、流等的干扰,使得主机速度控制器的设计非常困难。给出了带有船舶主机非线性数学模型,将自抗扰控制(ADRC)应用于船舶主机控制,并针对ADRC一些参数不易确定的问题,提出了一种优化目标函数,应用遗传算法对ADRC参数进行优化设计,从而设计出船舶主机优化ADRC控制器。仿真结果表明:该控制器对于船舶主机的非线性、参数不确定性、环境不确定性均有较强的鲁棒性;速度切换控制过程快速、平滑,可以实现高精度的速度控制。

交流励磁工频感应电机传动系统控制算法及主回路的设计研究

在国内可应用于轧机、风机和泵类负载等工况的高性能价格比的大容量中压变频传动控制系统 ,还相对很少。介绍了所开发、研制的交流励磁工频感应电机传动系统 ,是高性能价格比的大容量中压变频传动控制系统的较合理的解决方案之一。首先描述了交流励磁工频感应电机的结构 ;其次对其电流控制算法及矢量控制算法进行了分析 ;而后研究了交流励磁工频感应电机传动系统主回路的数学模型、设计方法及实际运行时同步速度点和超同步速度点的电压、电流特性。为交流励磁工频感应电机进一步广泛应用于风力、水力变速恒频发电等领域 ,奠定了一定的理论和实践基础。

对船舶主机遥控的逻辑控制及转速的遗传算法PID控制应用

基于面向对象的方法设计船舶主机的逻辑控制,包括启动、换向、制动等逻辑控制。针对主机的转速系统进行研究,提出一种运用遗传算法来进行PID参数寻优的方法。并且通过Matlab仿真,证实遗传算法在PID参数整定上具有不可替代的优越性。

基于免疫遗传算法优化的汽温系统变参数PID控制

针对工程实际应用,提出了一种改进的变参数PID控制策略,新的控制策略不论对于调节还是设定值跟踪,均具有很好的控制效果,对于工业实际中常见的大滞后对象也有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性。为了使变参数PID控制取得更好的性能,提出了鲁棒整定的思想,并采用免疫遗传算法进行设计参数的鲁棒优化调整。通过对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主蒸汽温度被控对象进行的仿真研究结果表明,基于免疫反馈和遗传机制的免疫遗传算法具有全局优化的能力,对变参数PID控制的参数优化设计是成功和有效的,使得具有多模型特性的汽温控制系统在不同的负荷下均获得很好的调节品质。同时也表明,免疫遗传算法和变参数PID控制均具有较好的发展前景,可用于某些多模型系统的同时整定设计。

改进GA的直流锅炉主汽温控制器参数优化研究

针对直流锅炉主汽温控制存在的大惯性、大延迟、时变性等问题,提出了带遗传算法(GA)优化的PID串级控制方法。采用了控制器分级多目标优化的改进方法,并利用遗传算法对串级PID参数进行实时动态优化,以适应主汽温对象的时变特性。针对基本的遗传算法进行改进,从而改善其运算量大且易早熟的缺点,提出了排序选择、自适应交叉和变异概率、压缩搜索空间等多种改进方法。仿真实验表明,所提出的方法能很好地改善系统的控制性能,有效提高控制系统的鲁棒性。