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《主汽溫串級控制系統(tǒng)仿真研究畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、主汽溫串級控制系統(tǒng)仿真研究畢業(yè)論文1緒論1.1論文的意義和選題背景在現(xiàn)代火力發(fā)電廠的熱工過程控制系統(tǒng)中，鍋爐過熱器出口溫度（主汽溫）對整個電廠的效率和安全具有十分重要的作用，是鍋爐的主要參數(shù)之一，對電廠的安全經(jīng)濟運行有重大影響。主汽溫偏高，會使過熱器和汽輪機高壓缸承受過高的熱應(yīng)力而損壞，從而威脅機組的安全運行；主汽溫偏低，則會降低機組的熱效率，影響機組運行的經(jīng)濟性。同時，主汽溫偏低會使蒸汽的含水量增加，從而縮短汽輪機葉片的使用壽命。因此，必須將主蒸汽溫度嚴格控制在給定值附近。若溫度過高，過熱器和高壓鍋爐會被損壞，若溫度過
2、低，電廠的效率會被降低。過熱器內(nèi)部溫度變化也要很好的抑制，否則，劇烈的溫度變化會引起較大的機械壓力，可能會引起鍋爐破裂，從而會減少加熱系統(tǒng)單元的生命并且增加維護費用。因此合理控制主汽溫對保證電廠的安全經(jīng)濟運行有重大影響。在實際中，由于過熱汽溫系統(tǒng)具有大遲滯，大慣性，對象具有明顯的滯后性，非線性，時變性等特點，并且具有溫度波動允許范圍小，模型失配，參數(shù)不確定等因素，控制主汽溫并不是一件容易的工作。國內(nèi)電廠在這方面還有很多工作要做，例如，我國剛開始剛引進的300MW，600MW的大型機組時，主蒸汽只有一級噴水減溫器作為調(diào)溫手
3、段，由于我國熱控自動化應(yīng)用水平有限，導(dǎo)致主汽溫經(jīng)常失控，甚至超溫。到目前為止，鍋爐生產(chǎn)廠家往往都采用至少兩級噴水減溫，降低控制難度來調(diào)節(jié)主汽溫。單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)(只有被調(diào)量一個反饋回路)雖然是一種最基本的、使用最廣泛的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但由于現(xiàn)場實際對象多半屬于大遲延大慣性，用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能指標很差，若調(diào)節(jié)質(zhì)量要求較嚴時就無能為力了，采用傳統(tǒng)的單回路控制難以達到控制要求。因此，需要改進調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、增加輔助回路或添加其他環(huán)節(jié)，組成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。過熱氣溫串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)是火電廠最典型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以一般采用串級系統(tǒng)對生產(chǎn)流程加以控制。據(jù)
4、此，本文設(shè)計了主汽溫串級控制系統(tǒng)，取得了較好的仿真結(jié)果。1.2主汽溫控制應(yīng)用研究現(xiàn)狀【1】目前，主蒸汽溫度控制基本上沿用PID串級控制策略。在主蒸汽溫度串級PID控制系統(tǒng)中，有時會將負荷信號、燃料量信號、主蒸汽壓力信號、給水流量信號以前饋形式引入到串級系統(tǒng)的副調(diào)節(jié)器中，以實現(xiàn)“超前”調(diào)節(jié)。但以調(diào)節(jié)參數(shù)固定不變的PID33控制器來控制主蒸汽溫度這種時變的復(fù)雜對象時，控制效果仍會很不理想。為此，以智能控制技術(shù)的思想被廣泛的用于主蒸汽溫度控制過程控制中，不少學(xué)者和技術(shù)人員開展了對主蒸汽溫度控制的相關(guān)研究，主要有以下幾個方面：(
5、1)預(yù)測控制技術(shù)在主汽溫控制的應(yīng)用預(yù)測控制的最大優(yōu)點是對模型精度要求不高，且跟蹤性能好，比較適用于復(fù)雜工業(yè)過程的控制，特別是比較適合于大滯后被控過程的自動控制。由于主蒸汽溫度被控對象是一個大遲延系統(tǒng)，能實現(xiàn)“超前”控制是改善控制效果的一個有效手段。由于預(yù)測控制具有優(yōu)良的性能，國內(nèi)外不少學(xué)者對預(yù)測控制技術(shù)在火電機組熱工過程控制中應(yīng)用進行了一些研究，并針對主汽溫系統(tǒng)多擾動、大遲延、大慣性、動態(tài)特性復(fù)雜等，給出了控制策略。仿真結(jié)果表明都能較好地克服對象的多擾動特性和大時滯特性，有較強的抗干擾能力和魯棒性。（2)模糊控制技術(shù)在蒸
6、汽溫度控制中的應(yīng)用文[2]針對傳統(tǒng)PID控制中的非線性和不確定性在實際電廠運行過程中對電廠運行效率的不利影響，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制理論的非線性預(yù)測控制器(NFGPC)，該控制器中包含了一個局部的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線性模塊，用于200Mw的電站鍋爐的過熱蒸汽的控制。將模糊控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)用于對電廠的主汽溫控制、過熱汽溫的控制成為了很多學(xué)者經(jīng)常采用的一種手段，實踐也證明這種方法取得了不錯的效果。文[3]設(shè)計了一種具有變論域思想的自適應(yīng)預(yù)測模糊控制器，并應(yīng)用于600Mw主汽溫控制系統(tǒng)中，獲得了良好的控制品質(zhì)；并且針對多變
7、量控制系統(tǒng)，設(shè)計了一種基于遺傳算法的受限模糊廣義預(yù)測控制算法，此算法可以優(yōu)化任何形式的目標函數(shù)同時能夠使系統(tǒng)快速收斂。將其應(yīng)用于300Mw的某燃油單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，有效減小了系統(tǒng)的超調(diào)量，提高了系的快速性。文[3]針對主汽溫具有影響因素多、時滯較大及模型時變的特點，提出了主汽溫自整定模糊控制算法，該算法利用解析公式形式，對主汽溫偏差及其變化率、導(dǎo)前汽溫變化率進行了綜合考慮，并可根據(jù)運行工況自動調(diào)整各模糊變量的加權(quán)因子，其控制效果優(yōu)于常規(guī)的控制系統(tǒng)。文[4]提出一種聚焦式模糊變結(jié)構(gòu)控制算法，能使系統(tǒng)在多種干擾下具有較
8、強魯棒性的同時，具有較快的響應(yīng)速度，仿真結(jié)果表明：新算法具有很好的動態(tài)品質(zhì)，可以有效地消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，其控制效果良好。Eliasi等IMJ將自適應(yīng)模糊控制理論應(yīng)用于核電站主蒸汽的控制中，在負荷變化時采用預(yù)測控制與模糊理論相結(jié)合，在實踐中取得了不錯的效果。(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在主汽溫控制中的應(yīng)用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)模
