電廠直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓的控制方法

《電廠直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓的控制方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、584化工自動(dòng)化及儀表第43卷電廠直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓的控制方法王宏宇白焰(華北電力大學(xué)控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,北京102206)摘要針對(duì)傳統(tǒng)PID對(duì)直接空冷系統(tǒng)背壓控制效果差的問(wèn)題,提出一種基于動(dòng)態(tài)矩陣控制算法的直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓控制方法。根據(jù)動(dòng)態(tài)矩陣控制算法建立了背壓控制器模型,并將它與PID控制的背壓控制效果進(jìn)行了仿真對(duì)比,結(jié)果表明:與傳統(tǒng)PID控制相比,動(dòng)態(tài)矩陣控制算法的響應(yīng)更快、更穩(wěn)定。關(guān)鍵詞背壓控制汽輪機(jī)直接空冷系統(tǒng)動(dòng)態(tài)矩陣控制算法PID+中圖分類(lèi)號(hào)TH862.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1000-39

2、32(2016)06-0584-03電廠是用水大戶(hù),當(dāng)采用循環(huán)供水系統(tǒng)時(shí),每預(yù)測(cè)控制算法,提出一種適用于直接空冷系統(tǒng)汽31000MW機(jī)組電廠耗水指標(biāo)為1m/s。因此,當(dāng)輪機(jī)背壓控制的方法,以克服傳統(tǒng)PID控制的缺在缺水地區(qū)建設(shè)電廠時(shí),許多電廠以水定電,即根陷,提高背壓控制效果。據(jù)可取得的水量決定建廠規(guī)模。相對(duì)于傳統(tǒng)的濕1動(dòng)態(tài)矩陣控制算法①冷機(jī)組,電廠直接空冷系統(tǒng)在冷端系統(tǒng)采用空氣動(dòng)態(tài)矩陣控制(DynamicMatrixControl,作為冷卻介質(zhì),沒(méi)有冷卻塔蒸發(fā)、風(fēng)吹和排污損DMC)算法是預(yù)測(cè)控制算法中一種重要的

3、方法,失,以節(jié)水65%以上的優(yōu)勢(shì)在一次能源蘊(yùn)藏豐富它由預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正3部分組成[9]而水資源相對(duì)缺乏的地區(qū)與領(lǐng)域(如煤化工行(圖1)。DMC算法采用工程上易于測(cè)取的被業(yè))具有巨大的應(yīng)用前景[1~4]。控對(duì)象的階躍響應(yīng)作為模型,算法簡(jiǎn)單,計(jì)算量較設(shè)計(jì)背壓的選擇對(duì)于直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)的少,魯棒性較強(qiáng)。設(shè)計(jì)制造和直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是至關(guān)重要1.1預(yù)測(cè)模型的,也是業(yè)主、制造廠家和設(shè)計(jì)單位所關(guān)心的重要DMC算法首先對(duì)控制對(duì)象的階躍響應(yīng)進(jìn)行采樣,得到采樣值集合a{a,a,…,a}并將它作技術(shù)問(wèn)題之一,它直接

4、影響整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和12n為DMC算法的模型參數(shù),其中a(i=1,2,…,n)安全性。機(jī)組背壓增加,會(huì)導(dǎo)致機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行,i[4~6]為iT時(shí)刻的采樣值,T為采樣周期。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐赏C(jī)。因此,對(duì)直接空冷在k時(shí)刻起的M個(gè)連續(xù)控制增量Δu(k),系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓的控制進(jìn)行研究具有重要的實(shí)際…,Δu(k+M-1)的作用下,未來(lái)各時(shí)刻的輸出意義。值y■(k+i/k)為:由于直接空冷凝汽器安裝在室外,暴露于自Mmin(M,i)y■(k+i/k)=y■(k+i/k)+∑aΔu(k+然環(huán)境之中,因此環(huán)境溫度和環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空

5、冷M0i-j+1j=1系統(tǒng)的背壓將產(chǎn)生很大影響。實(shí)際生產(chǎn)中,直接j-1),i=1,…,N其中,y■(k+i/k)為對(duì)象輸出初始預(yù)測(cè),(k+空冷系統(tǒng)是一個(gè)非線性、時(shí)變、多變量、大時(shí)滯對(duì)0象,很難直接對(duì)它建立精確的數(shù)學(xué)模型,因此傳統(tǒng)i/k)為在k時(shí)刻對(duì)k+i時(shí)刻的預(yù)測(cè)。的PID控制不能達(dá)到理想的控制效果[7]。預(yù)測(cè)1.2滾動(dòng)優(yōu)化DMC通過(guò)優(yōu)化確定其算法,其k時(shí)刻的優(yōu)化控制算法是一種基于模型、滾動(dòng)優(yōu)化并結(jié)合反饋性能指標(biāo)可表示為:校正的優(yōu)化控制,具有控制效果好、魯棒性強(qiáng)和對(duì)模型精確性要求不高的優(yōu)點(diǎn),能有效解決時(shí)延問(wèn)[8~

6、11]題,適用于直接空冷系統(tǒng)。因此,筆者基于①收稿日期:2016-01-05(修改稿)第6期王宏宇等.電廠直接空冷系統(tǒng)汽輪機(jī)背壓的控制方法585圖1動(dòng)態(tài)矩陣控制算法Tw(k)———未來(lái)p個(gè)時(shí)刻的期望輸出;d———?jiǎng)討B(tài)控制向量;Δu(k)———控制增量;u(k)———控制量;pa———模型向量;y■(k)———初始預(yù)測(cè)輸出;I———p×p的單位矩陣;y■(k+1)=S×y■(k+1)p0p×pN0corP-1-1-2-(N-1)minj(k)=∑q[w(k+i)-y■(k+i/k)]2+A(z)=a1z+a2z+…

7、+aN-1z+iMi=1-Naz,N=100MN2∑rΔu(k+j-1)j=ij當(dāng)直接空冷系統(tǒng)近似為一階慣性加純滯后環(huán)其中,w(k+i)為k時(shí)刻給定的k+i時(shí)刻的節(jié)時(shí),其時(shí)間常數(shù)T=25.142,系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間過(guò)期望值,q、r分別為誤差權(quán)系數(shù)和控制權(quán)系數(shù),ij長(zhǎng)。此時(shí),使用DMC算法使閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)速度M、P分別為控制時(shí)域與優(yōu)化時(shí)域。加快,即當(dāng)控制權(quán)系數(shù)r=0時(shí),系統(tǒng)可近似為一j1.3反饋校正階慣性環(huán)節(jié),其時(shí)間常數(shù)T?≤4。對(duì)象實(shí)際輸出y(k+1)與其預(yù)測(cè)輸出y■(k+1采樣周期取T=1s,經(jīng)采樣保持后系統(tǒng)的傳01

8、/k)之間的誤差e(k+1)為:遞函數(shù)G(z)為:e(k+1)=y(k+1)-y■(k+1/k)-11G(z)=z-l(1-σ)z=0.039z-6-1-1該誤差信息反映了對(duì)象模型中對(duì)輸出造成影1-σz1-0.961z響的不定因素,可以將它加入到控制模型中來(lái)補(bǔ)其中,σ=exp(-T0/T),l=τ/T,τ為純滯后。充預(yù)測(cè)結(jié)果,如修正未來(lái)輸出的預(yù)測(cè):根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)特征,取控制