基于数据驱动的火电机组负荷控制系统性能评价研究

摘要

负荷控制系统是火电机组中最重要的控制系统之一，是一个典型的多变量控制系统。为了自动监测与评价负荷控制系统的性能、及时了解机组的运行状态、提高电厂的自动化水平，本文应用多变量数据驱动技术，研究了火电机组负荷控制系统的性能评价方法。　　首先，提出了一种基于传统时域指标的火电机组负荷控制系统性能评价方法。该方法利用描述过程控制系统动态性能的指标（超调量，峰值时间，最大动态偏差，平方误差积分等），定义了针对火电机组负荷控制系统的动态品质评价指标，根据机组输出变量的变工况运行数据，计算性能指标值并划分性能评价等级。　　其次，根据系统的在线运行数据，提出了基于协方差指标的负荷控制系统性能评价方法。该方法采用系统输出数据的协方差矩阵作为评价函数，选取系统控制性能达到最优时期的输出数据作为性能评价的基准数据，待评价时期的输出数据作为监测数据，计算基准数据与监测数据的评价函数的比值，并将此值作为衡量系统性能的指标值。同时，通过特征值分析将协方差指标的计算转化为输出矩阵的广义特征值的乘积。采用统计推断理论，对协方差指标的计算做了进一步扩展，使其更能符合控制系统的总体特征。　　最后，以 MATLAB/GUI为开发平台，设计了火电机组负荷控制系统性能评价仿真界面。通过模型仿真数据以及某电厂的现场数据进行仿真分析，结果验证了两种评价指标的有效性及可靠性。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 控制系统性能评价方法的研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 基于时域指标的负荷控制系统性能评价

2.1 控制系统的时域性能指标

2.2 负荷控制系统简介

2.3 基于时域指标的负荷控制系统性能简介

2.4 模型仿真分析

2.5 现场数据分析

2.6 本章小结

第3章 基于协方差指标的负荷控制系统性能评价

3.1 基于协方差指标的多变量控制系统性能评价

3.2 模型仿真分析

3.3 现场数据分析

3.4 基准数据寻优

3.5 本章小结

第4章 性能评价算法的MATLAB/GUI实现

4.1 控制系统性能评价软件开发概况

4.2 软件开发用到的相关技术

4.3 结构与功能

4.4 软件功能模块的设计与实现

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢