预测技术在单元机组协调控制系统中的应用研究

摘要

随着国家经济实力的增强和电力相关技术的进步，为了更加可靠经济的运行机组，高参数、大容量的大型单元机组（600 WM、1000 WM）逐渐占据电力行业的主导地位。因此为了保证单元机组的安全经济的运行，这就要求电厂提高自身的控制水平，常规的机炉局部控制已经达不到满意的控制效果，在这样的背景下，机炉的协调控制变得尤为重要。因此，协调控制成为了最为核心的控制方法。随着智能控制理论的快速崛起，一些先进新型的控制策略应运而生，获得了优于 PID的控制效果.预测控制作为一种先进的控制方法，不仅对热工对象的模型精准度要求比较低，而且算法简单，鲁棒性好，易于实现。 本文把广义预测控制（GPC）运用到600MW机组的协调控制系统当中。首先通过在了解了协调控制系统的基本概念的基础上分析了协调系统的对象特性，进而确定了研究对象的数学模型。 其次，对单变量GPC算法原理进行推导并对其改进，并用具体的实例实现仿真应用，从而证明了该算法的优越性。 接着，采用某电厂#3 号机组协调系统，当负荷在 75%时所得的数学模型用作为此系统的被控对象。通过双入单出系统GPC算法对协调系统进行控制，获得了优于 PID的控制效果。利用广义预测控制实现对系统的炉主控前馈预测，减小了压力波动范围。基于多GPC的炉主控前馈预测，提高了对不同负荷幅值变化的适应能力。利用仿真试验证明了这些算法的可行性，而且获得了良好的控制品质。为了减小设定值与输出值之间的偏差，进而减小超调量，增强系统稳定性，便提出了压力定值规划构想。最后用多变量广义预测集中控制算法进行控制。仿真结果表明：该算法也能获得好的控制效果。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 研究现状及发展方向

1.2.1 协调控制系统的研究现状及发展

1.2.2 预测控制算法的研究现状及发展

1.3 本文的研究内容

第2章 协调控制系统概述

2.1 协调控制系统的基本概念

2.2 单元机组协调控制系统对象特性

2.2.1 单元机组运行方式

2.2.2 对象动态特性

2.2.3 单元机组控制系统的研究对象模型

2.3 本章小结

第3章 单变量广义预测控制算法

3.1 预测控制

3.2 广义预测控制改进算法的原理

3.3 广义预测控制参数对系统的影响分析

3.4 GPC在时滞对象中的仿真应用

3.5 GPC在非自衡对象中的仿真应用

3.6 本章小结

第4章 广义预测控制算法在协调控制系统中的应用

4.1 600MW单元机组控制系统对象模型

4.2 双入单出系统的GPC控制原理研究

4.3 基于GPC的炉主控前馈预测研究

4.4 滑压方式下多GPC的炉主控前馈预测研究

4.5 协调系统的压力定值规划概念设计

4.6 协调系统的GPC集中控制

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢