現(xiàn)代火電機(jī)組agc控制的先進(jìn)解決方案

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1、現(xiàn)代火電機(jī)組AGC控制的先進(jìn)解決方案　　?　　　　——“INFIT”實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)????????????成果簡(jiǎn)介：針對(duì)現(xiàn)代火電機(jī)組存在負(fù)荷升降速率低、關(guān)鍵參數(shù)波動(dòng)大及系統(tǒng)不能很好適應(yīng)煤種變化等實(shí)際問(wèn)題，本成果通過(guò)有機(jī)融合預(yù)測(cè)控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技術(shù)及自適應(yīng)控制技術(shù)，提出了現(xiàn)代火電機(jī)組AGC控制的先進(jìn)解決方案，研制了AGC實(shí)時(shí)優(yōu)化控制裝置“INFIT”，實(shí)際應(yīng)用表明：采用“INFIT”后，可以獲得如下效益：獲得更高的AGC響應(yīng)速率和調(diào)節(jié)精度根據(jù)機(jī)組實(shí)際能力，可達(dá)到2.0%/min或更高的AGC運(yùn)行速率和更好的負(fù)荷控制精度，使您在將來(lái)的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

2、中處于領(lǐng)先地位。機(jī)組運(yùn)行更加平穩(wěn)機(jī)組運(yùn)行中主汽壓力、主汽溫度的波動(dòng)幅度可被減小至：穩(wěn)態(tài)工況???????±0.1MPa/±2.0℃變負(fù)荷工況?????±0.4MPa/±6.0℃使您的機(jī)組具有更加穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行品質(zhì)。機(jī)組運(yùn)行中的燃料、給水波動(dòng)大幅減小通過(guò)智能預(yù)測(cè)算法使機(jī)組在AGC運(yùn)行中的燃料、給水等控制量的波動(dòng)幅度減小60%以上，對(duì)于減小機(jī)組設(shè)備磨損、延長(zhǎng)鍋爐金屬管材壽命、減少爆管極為有利。完全消除煤種變化對(duì)機(jī)組控制品質(zhì)的影響采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)校正煤種的熱值、制粉延遲的變化，使機(jī)組在燃用不同煤種時(shí)始終具有良好的控制品質(zhì)。具有更好的運(yùn)行效率通過(guò)先進(jìn)控

3、制算法的應(yīng)用有效投入再熱煙氣擋板自動(dòng)，大幅減少再熱減溫水量，同時(shí)優(yōu)化機(jī)組滑壓曲線使其在更加經(jīng)濟(jì)的工況點(diǎn)運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行效率可得到明顯提升。1“INFIT”實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)的控制策略及特點(diǎn)要從根本上解決上述問(wèn)題，應(yīng)將先進(jìn)的控制技術(shù)如：預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制等技術(shù)應(yīng)用到火電機(jī)組的優(yōu)化控制中來(lái)?！癐NFIT”實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)融合了多種國(guó)際上最先進(jìn)的控制技術(shù)，是專(zhuān)門(mén)為解決上述火電機(jī)組AGC控制中難點(diǎn)問(wèn)題而研發(fā)的先進(jìn)控制平臺(tái)，相關(guān)的新協(xié)調(diào)控制策略如圖1所示。“INFIT”實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)?采用預(yù)測(cè)控制技術(shù)作為機(jī)組閉環(huán)控制

4、的核心環(huán)節(jié)“INFIT”系統(tǒng)在整體控制結(jié)構(gòu)上仍采用前饋+反饋的控制模式，但與常規(guī)DCS控制策略不同的是在其在反饋控制部分應(yīng)用了目前國(guó)際上最前沿的解決大滯后對(duì)象控制問(wèn)題的預(yù)測(cè)控制技術(shù)[2]，取代了原有的PID控制。采用這種技術(shù)能夠提前預(yù)測(cè)被調(diào)量（如主汽壓力、汽溫等參數(shù)）的未來(lái)變化趨勢(shì)，而后根據(jù)被調(diào)量的未來(lái)變化量進(jìn)行控制，有效提前調(diào)節(jié)過(guò)程，從而大幅提高了機(jī)組AGC控制系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性和抗擾動(dòng)能力。?(2)?對(duì)機(jī)組運(yùn)行特性參數(shù)進(jìn)行全工況實(shí)時(shí)校正常規(guī)DCS的控制回路，其控制參數(shù)一經(jīng)整定結(jié)束就不會(huì)改變，對(duì)于日后機(jī)組工況的變化無(wú)能為力；“INFIT”系統(tǒng)采用競(jìng)爭(zhēng)

5、型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法[3,4]來(lái)實(shí)時(shí)校正機(jī)組運(yùn)行中與控制系統(tǒng)密切相關(guān)的各種特性參數(shù)（包括燃料熱值、汽耗率、機(jī)組滑壓曲線、中間點(diǎn)溫度設(shè)定曲線、制粉系統(tǒng)慣性時(shí)間等），并根據(jù)這些特性參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算AGC控制系統(tǒng)的前饋和反饋回路中的各項(xiàng)控制參數(shù)，使得整個(gè)系統(tǒng)始終處于在線學(xué)習(xí)的狀態(tài)，控制性能不斷向最優(yōu)目標(biāo)逼近。圖1?“INFIT”所采用的新協(xié)調(diào)控制策略(3)???對(duì)AGC運(yùn)行模式進(jìn)行了特別優(yōu)化常規(guī)DCS控制方案對(duì)于機(jī)組運(yùn)行在CCS方式還是AGC是不加區(qū)分的，“INFIT”系統(tǒng)中包含AGC運(yùn)行模式下的特別優(yōu)化模塊：采用智能預(yù)測(cè)算法，一方面根據(jù)機(jī)組當(dāng)前AGC指令、實(shí)

6、發(fā)功率、電網(wǎng)頻率等參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)“調(diào)度EMS系統(tǒng)AGC指令”在未來(lái)時(shí)刻的變化趨勢(shì)；另一方面根據(jù)機(jī)組的燃料量、風(fēng)量、給水流量等參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)表征鍋爐做功能力的“鍋爐熱功率信號(hào)”在未來(lái)時(shí)刻的變化值，并依據(jù)這兩者間的匹配程度來(lái)修正鍋爐指令的變化量。實(shí)際應(yīng)用表明，增加AGC模式特別優(yōu)化模塊后，可在保證AGC負(fù)荷響應(yīng)的基礎(chǔ)上使機(jī)組燃料量、風(fēng)量、給水流量、減溫水流量的波動(dòng)幅度減小60%以上，對(duì)于延長(zhǎng)鍋爐管材壽命，減少爆管極為有利。(4)用大滯后控制技術(shù)對(duì)再熱汽溫控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化“INFIT”先將自適應(yīng)SMITH控制技術(shù)、狀態(tài)變量控制技術(shù)及相位補(bǔ)償技術(shù)融于一體，對(duì)再熱

7、汽溫被控對(duì)象的大滯后特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，有效減小補(bǔ)償后再熱汽溫廣義被控對(duì)象的滯后和慣性，而后以廣義預(yù)測(cè)控制器作為反饋調(diào)節(jié)器、以模糊智能控制作為控制系統(tǒng)的前饋，通過(guò)對(duì)多種大滯后控制策略的有效組合，成功地實(shí)現(xiàn)了以煙氣擋板調(diào)節(jié)為主、事故噴水調(diào)節(jié)為輔的再熱汽溫自動(dòng)控制，有效減少了再熱汽溫的噴水流量，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。(5)采用獨(dú)立的硬件平臺(tái)，調(diào)試效率、安全性和升級(jí)能力明顯提升“INFIT”系統(tǒng)在具體實(shí)現(xiàn)上選用SiemensS7系列PLC為硬件平臺(tái)，通過(guò)modbus通訊方式作為一個(gè)擴(kuò)展DPU融入到DCS系統(tǒng)中。DCS原有控制邏輯完全保留，僅增加少量切換邏輯，

8、運(yùn)行人員可以方便地在DCS系統(tǒng)和“INFIT”系統(tǒng)間進(jìn)行無(wú)擾切換。對(duì)于該擴(kuò)展部分控制邏輯的調(diào)試、修改不影響機(jī)