600MW超临界发电机组给水系统的建模与优化控制

• 作 者: 靳晓慧
• 机 构: 华北电力大学
• 出 处: 华北电力大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 超临界机组 给水系统 建模 粒子群算法 优化控制

今后20至30年,火电结构的优化将主要围绕节能、节水与环保这几个主题进行,因而大力发展大容量、高效率、低污染、调峰性能好的超临界机组将是大势所趋。给水系统作为超临界机组的重要控制系统之一,其调节品质的好坏直接影响到锅炉汽水系统的安全稳定运行。为了提高给水控制系统的控制水平,必须对其热工特性进行深入了解,并以此为基础建立适用于控制策略研究的模型。给水系统具有多变量、强耦合、大惯性、大迟延等特点,并且现场通常不允许进行扰动试验,故传统建模方法难以满足控制系统要求。新型控制系统的广泛应用,使得大量现场数据能够得到实时保存与查看。通过对海量的现场运行数据进行分析,可挖掘出蕴含其中的大量有用信息。与此同时机组仿真技术已经能够较好地模拟现场运行特性,为给水控制系统的建模及优化提供了有利条件。本文以某发电厂600MW超临界机组给水控制系统为研究对象。由于超临界机组给水控制系统较为复杂,将其作为一个整体难以控制,因而需要对系统进行模块化处理,使复杂的大系统拆分为一个个简单的小模块。首先通过对系统结构和反应机理的分析推导建立系统主要参数和设备的数学模型,并以虚拟DCS的激励式Simuplat仿真支撑系统为平台实现给水系统的机理建模。其次收集整理大量现场数据,对数据预处理后提取其中有用数据进行试验建模,并选择相同工况下不同运行时期的历史数据对所建模型的精度进行相关验证。最后应用粒子群优化算法对基于焓值的串级给水控制系统的主、副控制器参数分别进行优化,最终得到了比较理想的控制效果。试验结果证明了所建模型的可靠性,为现场控制及优化提供了可行的参考方案。