增量式函数观测器在喷水减温回路中的应用

摘要

本文的主要研究工作是增量式函数观测器在火电厂主（再热）蒸汽减温控制回路中的应用。增量式函数观测器的概念是由Luenberger（吕恩伯格）提出的状态观测器理论发展而来，它适用于非线性受控系统。本文在文献所述的增量式函数观测器理论的基础上，将其融合到原有的串级PID主（再热）汽温喷水减温回路中，建立成全新的控制系统，并在EDPF-NT Plus仿真系统中进行了应用，并在实际火电厂运行中得到了验证。
　　在增量式函数观测器的实际算例中，结合当前火电机组的发展现状和趋势，将这种控制系统应用在以下两个方面:一是在超临界机组主蒸汽温度的控制回路中，二是在低参数、小容量的机组再热蒸汽温度的控制回路中。
　　当前，超临界大容量机组在我国广泛推广和投产。超临界直流炉具有多变量、非线性、参数时变性等特点，因此超临界直流炉主蒸汽温度是不易受控的。同时，伴随着AGC技术的广泛应用，电网对于电厂的负荷响应速度要求越来越高，从而也导致机组主蒸汽温度在运行方式的快速变化中易出现变化幅度大等超调现象。增量式函数观测器可以对过热器区域（即惰性区）的中间温度状态进行估计，通过状态反馈使超临界机组的二级减温水在快速变负荷情况下能比原有控制系统预先调节，达到主蒸汽温度控制系统的优化改进的目的。
　　在再热汽温的控制中，虽然从经济性出发，一般以喷水减温调节为辅助调节手段。但喷水减温调节作为“细调”，同样对再热汽温的控制有重要影响。当前在部分低参数、小容量的超高压机组中，发现再热汽温控制回路的自动调节品质较差，甚至由于其大惯性和大延迟的特性，往往再热汽温自动无法投入。基于同样的原理，应用增量式函数观测器对超高压机组再热汽温控制回路进行改造。
　　通过仿真试验和实际的应用，可以发现，应用了增量式函数观测器的主（再热）汽温控制回路，其控制系统对内、外干扰的抗干扰能力有显著增强，在机组负荷快速变化、制粉系统运行方式变化等条件下，汽温调节的快速性和准确性都有了明显提高，鲁棒性增强。
　　本文的工作为热控领域主（再热）蒸汽温度的控制提供了新的设计和应用成果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 超临界机组主蒸汽温度控制的特点、难点及意义

1．1．1 超临界机组主蒸汽温度的特点

1．1．2 超临界机组主蒸汽温度控制的难点

1．1．3 主蒸汽温度控制的目的及意义

1．2 再热蒸汽温度控制的特点、难点及意义

1．2．1 再热蒸汽温度的因素与调节手段

1．2．2 再热蒸汽温度控制的意义影响

1．3 对蒸汽温度控制惰性区进行状态估计的必要性

1．4 增量式函数观测器的提出及研究现状

1．5 本文主要工作

第2章 增量式函数观测器的原理

2．1 非线性系统与增量式观测器

2．2 增量式观测器的优点和工程意义

2．3 高阶惯性环节的增量式观测器

2．4 本章小结

第3章 增量式函数观测器的仿真试验

3．1 引言

3．2 主蒸汽控制回路仿真模型的建立

3．3 主蒸汽控制回路仿真试验与结果分析

3．4 本章小结

第4章 在不同等级机组中的应用实例

4．1 引言

4．2 在660MW级超临界机组主蒸汽温度控制回路中的应用

4．2．1 某660MW电厂超临界过热蒸汽温度控制现状与问题

4．2．2 某超临界直流锅炉主蒸汽温度控制回路的改进

4．3 在350MW级超临界机组主蒸汽温度控制回路中的的应用

4．3．1 某350MW超临界直流锅炉和减温系统介绍

4．3．2 在此项目应用的背景及结果

4．4 超高压供热机组锅炉再热减温水回路改造

4．4．1 北京某热电厂超高压锅炉介绍

4．4．2 北京某热电厂再热汽温调节现状与问题

4．4．3 北京某热电厂再热汽温控制回路的改造

4．5 本章小结

第5章 效益分析与展望

5．1 效益分析

5．2 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

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