【摘 要】
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随着我国电力行业的迅猛发展,火力发电机组仍然承担着主要用电量供应任务,如何保证火电机组稳定、安全、高效的运行一直是电力行业研究的重点和难点。由于超临界发电技术比较成熟,并且具有热效率高、可靠性强、节能环保、可复合变压运行以及调峰性能好等优势,是我国目前火力发电技术主要的发展方向,并逐步成为电网的主力机组。给水系统作为超临界机组中的一个非常重要子系统,其控制任务是以中间点温度或者焓值作为反馈校正信号
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随着我国电力行业的迅猛发展,火力发电机组仍然承担着主要用电量供应任务,如何保证火电机组稳定、安全、高效的运行一直是电力行业研究的重点和难点。由于超临界发电技术比较成熟,并且具有热效率高、可靠性强、节能环保、可复合变压运行以及调峰性能好等优势,是我国目前火力发电技术主要的发展方向,并逐步成为电网的主力机组。给水系统作为超临界机组中的一个非常重要子系统,其控制任务是以中间点温度或者焓值作为反馈校正信号,保证燃水比不变,进而控制蒸汽温度,以满足不同负荷下对给水流量的要求。虽然传统的PID控制器结构简单、稳定性较好、应用成本低,并且在电厂中有着广泛的应用,然而在实际运行过程中,给水系统控制过程的复杂性和不确定性使得PID控制难以达到满意的控制效果。本文以某电厂350MW超临界机组给水系统为研究对象,针对其具有复杂多变、大惯性、大迟延等特点,对给水系统的校正回路引入了模糊内模控制(Fuzzy-IMC)和动态矩阵控制(DMC)等先进控制算法,并运用蚁群优化算法对其控制器参数进行整定。首先分析了超临界直流锅炉的结构特性,介绍了给水系统的工艺流程以及控制策略。接着采集电厂现场运行的历史数据,对数据进行预处理和选取合适的辨识数据,并运用蚁群优化算法建立给水系统的传递函数模型。再将模糊内模控制和动态矩阵控制同PID控制结合,分别设计了Fuzzy IMC-PID和DMC-PID串级给水系统的控制器,并对其控制器参数进行了优化。最后通过与传统的PID串级控制系统进行了MATLAB仿真对比实验。结果表明,Fuzzy IMC-PID串级控制和DMC-PID串级控制均具有更好的稳定性和较快的调节速度,并且鲁棒性和抗扰动能力更强。
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