【摘 要】
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协调控制系统在发电机组的控制系统中占据着核心地位,机组协调控制系统的控制性能反映了机组自动化水平。通常情况下,研究协调系统之前,会对协调系统进行一定的简化和近似处理,包括对锅炉-汽轮机单元机组的简化和其他设备的简化,这就导致了仿真结果和实际运行结果之间存在着较大的差异。阀门是发电机组中常用的工质流量控制设备。阀门本身具有一定的非线性特性,但在仿真的过程中,经常仅使用一个低阶惯性环节来代表其传递函数
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协调控制系统在发电机组的控制系统中占据着核心地位,机组协调控制系统的控制性能反映了机组自动化水平。通常情况下,研究协调系统之前,会对协调系统进行一定的简化和近似处理,包括对锅炉-汽轮机单元机组的简化和其他设备的简化,这就导致了仿真结果和实际运行结果之间存在着较大的差异。阀门是发电机组中常用的工质流量控制设备。阀门本身具有一定的非线性特性,但在仿真的过程中,经常仅使用一个低阶惯性环节来代表其传递函数,而忽略其非线性。本文以国内某电厂500MW超临界机组为研究对象,研究了该机组的协调系统,考虑其主蒸汽调节阀的非线性约束,设计了对应的非线性补偿器,并通过仿真验证了补偿器的可行性。首先,对单元机组非线性数学模型进行线性化处理,在得到单元机组线性化模型的基础上,采用对角解耦的形式,设计解耦控制器,削弱通道之间的耦合现象;之后,选用PI控制器作为整个系统的控制器,并使用粒子群算法给定控制器初值;然后,针对由于阀门流量特性引起的非线性进行补偿,基于采集到的阀门入口及出口流量数据,得到能反映阀门流量特性的散点图,并以此拟合阀门开度与出口流量之间的函数关系,进而对控制器输出进行修正,以补偿阀门非线性;最后,通过跟随性实验、抗干扰实验和负荷大范围变化的适应性实验,验证非线性补偿方法的实际补偿效果。研究结果表明,阀门非线性补偿的方法在缩短控制系统的调节时间,提高稳定性方面,具有一定的意义。本论文提出的该非线性补偿的方法,不仅仅具有理论研究的价值,更具有工程应用价值,对火电机组协调控制的系统优化工作提出了另一个思路,起到了借鉴作用。
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