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随着超临界、超超临界机组逐渐成为我国火电机组中的主流,作为其核心控制单元的协调控制系统也日益受到重视。作者从对象建模和控制方法两方面入手,针对基于预测控制的超临界机组协调控制系统进行了研究,论文主要内容如下:
首先研究协调系统被控对象的建模,提出了一种基于连续传递函数模型、自动辨识模型阶次和纯滞后的最小二乘辨识算法,设计并开发了一种适应于热工过程动态特性的遗传算法辨识软件。根据某火电机组的阶跃响应试验,结合最小二乘传递函数辨识算法和遗传算法辨识,建立了该机组高中低三个负荷点下协调系统不同输入输出组合时的数学模型,并将以上各模型为基础,通过线性插值方法建立了超临界火电机组协调被控对象全负荷段的模块化模型。通过仿真表明所建立的对象模型能够较好的反映实际对象的动态特性,验证了模型的有效性。
其次针对超临界机组协调系统控制,研究了广义预测控制算法协调控制方案,并在此基础上,提出了结合常规协调控制策略的预测控制方案。以各输入输出组合下数学模型的独立性和“算法+结构”的理念为基础,开发了基于预测控制策略的协调控制仿真平台。仿真结果表明结合常规协调控制策略的预测控制方案能够有效的控制被控机组实发功率快速跟踪负荷指令,同时有效抑制主汽压力和分离器温度波动,维持机组稳定运行。同时基于“模块化”构建的仿真平台,成功实现了控制算法和控制结构的分离,使得协调控制方案可视化、通用化、开放化。