燃煤发热量软测量技术及其在超临界机组控制系统中的应用

采用非线性观测器的方法,通过对"广义热值"观测器的数学分析,探索燃煤发热量的软测量技术。在一台660MW超临界机组以12MW/min的变动速率、分5次将负荷从525MW降至245MW、机前压力从24.2MPa滑变到12MPa的工况下,取得了将有功功率偏差控制在5MW以内的效果,实践证明该超临界机组在协调控制系统中融入热值观测器有很好的鲁棒性,表明其能够快速响应自动发电控制(automatic generation control,AGC)大幅度变负荷的要求。     

姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点，分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析，体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案，机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW／min）工况下减负荷时，过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准，并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性，同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。     

直流炉机组给水控制系统的设计与应用

超临界(或直流炉)机组协调与给水控制系统,其被控对象具有多入多出强耦合、非线性、变参数的特点。研究工作以受控系统能控且可稳为设计目标,以2种类型的实际运行机组为研究实例,设计相应的控制系统。针对直流炉机组给水控制系统的技术难点问题,首先分别给出协调与给水控制系统单独运行时的稳定性条件及证明,再进一步由数学推理给出整个控制系统联合运行的稳定性分析。以2台300MW亚临界直流炉机组和1台600MW超临界机组的实际运行效果,验证了该研究方法的有效性和实用性。数学分析还揭示了控制系统中PID调节器的作用,为实际工程应用中参数整定和误差估计提供了理论依据和实用方法。     

超超临界机组二模态过热蒸汽温度控制策略研究

由于过热蒸汽温度具有非线性、大时变、大迟延等特点,传统PID串级控制在工况变化时难以取得较好的控制效果。对此,将内模控制与模糊控制相结合,并引入多模型理念,提出了基于内模原理和模糊控制的二模态控制方案,对国电布连电厂超超临界660MW机组直流锅炉过热蒸汽温度串级控制系统进行改进,将改进后的控制策略用于EDPF-NT DCS。结果表明,改进后的控制系统较传统过热蒸汽温度PID串级控制系统具有更强的负荷适应能力和鲁棒性,在机组负荷变化较大时仍具有良好的控制品质。     

基于DMC-PID串级控制的超临界机组给水系统研究

在超临界参数下,针对机组给水控制系统具有复杂多变、大惯性、大迟延等特点,提出了一种基于动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control,DMC)和PID串级控制相结合的控制策略。首先对超临界机组给水控制系统被控对象的动态特性以及建立简化数学模型等进行了分析。其次根据动态矩阵控制原理建立了系统的DMC模型,从而设计了DMC-PID串级控制器。再运用蚁群算法(Ant Colong Optimization,ACO)对350 MW超临界机组的现场运行数据进行辨识,并优化DMC控制器参数。最后与传统PID控制进行了MATLAB仿真对比实验。结果表明DMCPID串级控制具有更好的稳定性和较快的调节速度,鲁棒性较好,抗干扰能力强。     

直线伺服电动机自抗扰控制系统研究

针对直线伺服电机多变量、强耦合的非线性特性,结合自抗扰控制策略,给出了直线电机自抗扰控制系统设计详细的理论推导与实现方案。在此基础上,基于Matlab/Simulink仿真平台构建了完整的系统仿真模型,针对速度控制系统分别采用了串级一阶ADRC、二阶ADRC、MADRC与"ADRC+PID"组合算法进行了仿真分析;位置控制系统分别采用了MADRC与传统ADRC策略进行了仿真验证,仿真结果表明与串级一阶ADRC及"ADRC+PID"组合算法相比,该改进型ADRC动静态特性与鲁棒性良好。     

基于增量式函数观测器的状态反馈在平凉4×300MW单元机组中的应用

单元机组被控对象本是非线性系统,本文在机理性数学模型的基础上,给出了其增量式观测器IFO-KΔAx的状态空间描述,并将基于。IFO-KΔx的状态反馈与常规PID控制相结合。采用状态反馈控制克服受控对象的时滞与惯性,提高控制系统的快速性和负荷适应能力,应用PID控制来保证受控对象的稳态指标。实践表明:IFO-KΔx对受控对象的数学模型要求不高,特别是应用于迟滞和惯性较大的受控对象时,所设计的观测器具有很好的鲁棒性。该控制方案应用于平凉电厂4X300MW单元机组的机炉协调及主汽温等控制系统中取得了优良的控制效果,其控制算法简单实用,且便于推广。     

四旋翼无人机串级变论域模糊PID姿态控制研究

为解决四旋翼无人机控制系统存在的鲁棒性差和控制精度低等问题,结合变论域思想、模糊PID算法和串级PID算法三者优点,提出了一种基于变论域模糊PID的串级姿态控制算法。建立了四旋翼无人机系统动力学数学模型,在模型的基础上设计串级变论域模糊PID控制系统,将不同的控制器组合,使用外环角度环和内环角速度环对四旋翼姿态进行控制。常规串级PID算法和串级变论域模糊PID算法设计的控制系统所得仿真曲线对比表明,串级变论域模糊PID控制方法能满足四旋翼飞行器响应速度快与稳定性高的要求,其超调量为8%,明显优于串级PID控制方法。     

本生直流炉机炉协调控制系统的设计新方法及其工程应用

直流炉的控制技术是热控领域一个重要的研究课题,与汽包炉有较大的差别,该文从直流炉非线性数学模型的结构入手,导出其线性增量型数学模型,进而采用状态空间法加以描述,建立了相应的增量式状态观测器,分别设计了新型的适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统.通过在实践中对上述控制系统的整定与优化,取得了优良的控制效果：机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW/min）的工况下减负荷时,过热器出口汽温、机前压力和有功功率等参数的调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准.现场实时控制的应用效果展示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略的选择提供了参考和借鉴.     

超临界直流锅炉送风控制系统的分析及应用

阐述了风量控制的主要任务和方式,分析讨论了锅炉燃烧控制的氧量校正及总风量指令的形成回路,并以华能阳逻电厂三期工程5号600MW机组为例,详细地解析了超临界机组的风量控制方案,针对协调控制系统中怎样获得满意的风量提出了见解。指出送风控制系统为带氧量校正的串级控制系统,氧量校正调节器是主调节器,风量调节器是串级控制系统的副调节器。在协调控制系统中,当负荷发生变化时,首先通过前馈回路调整风量,再由氧量控制系统进行滞后校正,最终获得满意的风量。最后给出了轴流风机的防喘振保护措施,指出一旦在实际运行中发现风机进入喘振区,应立即调整动叶角度,使风机避开失速区。     

协调控制系统快速响应AGC指令的设计新方法及其工程应用

自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)是当代电网自动控制的一项基本要求.目前参与AGC控制的火电机组存在响应速度慢等问题,使电网AGC的控制效果较差.姚孟发电有限责任公司的1号和2号300MW本生直流炉式单元机组采用了增量型状态观测器与传统PID控制相结合的协调控制方案,并采用了文章给出的AGC与CCS的接口控制逻辑,使协调控制系统中的预给煤运算等功能在AGC方式下能得以实现,从而使机组能快速响应AGC负荷指令.两台机组AGC联调试验实时趋势曲线证明了这一点.     

W火焰直流炉协调控制策略及工程应用优化

控制系统优良的协调控制品质对火电机组以及电网的安全稳定经济运行具有十分重要的作用。以配置双进双出磨煤机、W火焰炉的620 MW超临界参数机组为例,介绍了一种基于入炉煤量软测量计量的协调控制策略及其工程应用效果,详细分析了各控制回路指令的组成元素以及相互之间的耦合关系。根据实际变负荷试验结果,分析其存在的问题,有针对性地进行优化。优化后的实际变负荷试验结果表明,机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度等主要运行参数控制平稳,动态、稳态指标均优于规程要求。     

基于状态观测器的状态反馈控制在300MW单元机组协调控制系统中的应用

在单元机组机理性数学模型的基础上，设计了一种增量式状态观测器，提出基于状态观测器的状态反馈与常规PID控制相结合的新型控制方法。采用状态反馈控制克服锅炉的时滞与惯性，提高机组负荷适应能力，应用PID控制保证控制系统的稳态指标。该算法还具有在分散控制系统中易于实现的优点。该控制方案在一台300MW单元机组中的实际应用效果表明：采用基于增量式状态观测器的状态反馈控制，可有效克服锅炉的时滞与惯性，同时还由于其减缓了模型失配的程度，因而可克服非线性、参数慢时变等不确定性因素的影响，特别是当机组负荷发生较大变化时，本方案更显示出其优良的控制性能。     

1000MW超超临界机组协调控制策略分析

阐述了1000MW超超临界机组的协调控制策略的核心内容,着重分析了汽机主控、锅炉主控、燃料主控、给水主控的原理及作用。     

超(超超)临界机组引风机超前控制策略研究与应用

超(超超)临界机组炉内燃烧状态的变化比亚临界机组更加剧烈,使得其炉膛压力对燃烧工况的改变更加敏感,导致在某些特殊工况下炉膛压力波动过大,从而影响机组的安全稳定运行。针对上述情况的发生机理,提出了引风机的超前控制策略,以弥补传统炉膛压力控制策略的不足。以乐清电厂、北仑电厂三期工程基建调试为例,对优化策略实施前后炉膛压力控制品质、适应性和相关数据进行了比较和分析。     

适应电网新模式的超临界机组协调控制系统工程优化

为了满足电网有偿辅助服务要求,以提高机组自动发电控制(AGC)性能为目的,提出了超临界机组的协调控制优化策略.在分析超临界机组控制特点的基础上,采用了对负荷指令进行分层控制的方法,使汽机主控和锅炉主控分别按照合适的速率进行变化;阐述了主控系统自适应比例+积分+微分(PID)参数方案的特点,其能够按照工况调整汽机和锅炉控制器动作;引入了超前加速优化环节,加快了负荷响应时间.通过性能指标的变化,表明该优化方案可以提高机组的协调控制能力,达到了适应电网AGC模式的要求.     

600MW超临界W火焰锅炉机组协调及主汽温度控制优化

针对燃烧劣质无烟煤的W形火焰超临界机组存在的锅炉燃烧难于控制,协调控制系统和主汽温度调节品质不理想,特别是难于满足电网快速负荷调度的要求等问题,进行协调及主汽温度控制策略的研究开发,以提高机组协调变负荷能力,满足电网AGC大幅度、快速变负荷的要求。本文结合机组协调及主汽温度控制品质优化的应用情况,具体介绍试验过程及应用效果等。