- 文献综述(或调研报告):
摘要:在文献综述中,我将以在深度调峰下提高超临界机组的协调控制性能为目的。通过参考已有的文献来给出一些深度调峰下提高超临界机组协调控制能力的方法。
一.基于最小二乘的典型工况点协调被控对象模型辨识
系统辨识主要分为非参数模型辨识方法和参数模型辨识方法。非参数模型辨识,也可称为经典辨识方法,适用性比较广。参数模型辨识,也称为现代辨识方法,需要假设模型结构,优化模型误差,从而确定最终的模型参数。
在各种工业过程中,阶跃响应法是较为常用的辨识方法,即对系统输入一个阶跃扰动信号,通过对此后被控量随时间变化的信息进行分析,获取系统数学模型。但由于阶跃响应法对于输入输出的数据不够充分,因此可以在得到模型阶次后,根据数值分析中函数逼近与曲线拟合的理论,采用最小二乘法进行未知参数的辨识,提高模型的可靠性。
相比于使用作图法或两点法确定参数,运用最小二乘法来确定阶跃响应中的参数能完全利用所有数据、辨识精度高、辨识效果好,值得使用。
二.基于预测控制的全负荷(30%-50%Pe)范围协调优化控制策略
超临界火电机组协调控制的基本任务是:当外界负荷指令发生变化时,如何协调锅炉给煤量(送风量)、给水流量以及汽轮机调门开度,使得实发功率能够跟随负荷指令变化而变化,并使机组保持稳定,即保证主汽压力、分离器温度稳定。深度调峰下超临界机组协调控制问题的重点之一便是对于锅炉的优化控制,负荷大范围变化导致机组动态特性变化大,由于锅炉被控过程惯性与滞后较大,变量间存在强耦合性,常规的PID控制方法很难取得理想的控制效果。
进年来锅炉自动化研究主要集中在三个方面:一是利用预测控制和PID控制相结合来改善PID控制效果;二是应用人工智能和计算机科学的最新技术,开发专家控制系统、人工神经网络控制系统和模糊控制系统等;三是针对锅炉的强耦合性,开发解耦控制系统。其中最主要的便是预测控制和传统PID相结合的控制方法。
1.预测控制与传统PID控制相结合:利用预测控制的原因在传统的PID控制虽应用广泛、结构简单、可实现无差调节,长于应对线性、小惯性、小滞后的过程,但在面对非线性、大惯性、参数不确定的情况时,传统PID的控制表现差强人意;深度调峰下超临界机组协调控制中锅炉煤量对主蒸汽压力影响的惯性时间很长(可达900s以上),常规的PID控制是一种事后的调节方式,往往很难对大滞后过程进行有效控制;而且在对于再热汽温的控制中,由于再热烟气挡板对再热汽温影响的滞后很大,基于PID控制策略的再热烟气挡板控制系统无法稳定投入运行。
文献[6]中给出了一种模糊预估PID控制方法,在常规的PID控制器前串联一个模糊预估器,通过模糊预估器对过程未来输出的预估作用来补偿被控过程的惯性和滞后对控制系统性能的影响,模糊预估器能根据系统当前时刻的状态来预测下一个时刻的输出,并将下一个时刻的估计值与过程输出值的偏差送入PID调节器进行控制。
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