火电厂主汽温模型获取方法研究及工程应用

论文摘要

随着火力发电机组越来越向大容量、高参数发展,单机功率的增大和蒸汽参数的提高,要求系统具有更高的可靠性和自动化水平,使得热工自动控制在大型火电机组中的地位越来越重要,成为大机组安全、经济运行的可靠保证。火电厂机组主汽温系统具有非线性、时变性、大迟延、大惯性的特点,始终是火电厂控制的难题之一,并且基于DCS系统的主汽温控制策略具有广泛的一致性。因此本文选择主汽温控制系统作为对象进行分析,研究基于现场实际过程数据的模型获取方法、控制器参数整定以及前馈控制器的设计。分析主汽温控制系统的动态特性,将递推最小二乘法以及模型转换方法相结合,应用于串级控制系统的闭坏辨识,并将ITAE误差性能指标作为目标函数,利用单纯形法对控制器参数进行自动寻优整定,减少了控制器参数整定的工作量,进一步提高控制参数的准确性,克服因环境变化或扰动作用造成系统性能的降低。研究主汽温控制系统闭环辨识中对前馈回路的预处理方案,并制定了前馈的动态配比整定方案,改善了前馈控制工程整定方法的不足。前馈控制器的参数计算简单,并具有较好的鲁棒性,可有效减小动态偏差。制定了符合火电厂运行实际的主汽温系统模型获取现场试验方案和流程,开发基于DCS工程实际的主汽温系统模型辨识及优化软件,介绍了软件开发平台以及软件主要功能等。根据本文研究成果,完成了火电厂机组主汽温控制系统的模型获取,控制器参数的自动优化以及前馈控制器的设计,明显提高了系统控制性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 主汽温控制动态特性及辨识算法研究
• 2.1 主汽温控制对象的动态特性
• 2.2 热工模型辨识各算法比较
• 2.3 主汽温辨识原理及仿真验证
• 2.3.1 递推最小二乘算法原理
• 2.3.2 主汽温控制模型的推导及转换
• 2.3.3 辨识算法仿真验证
• 2.4 本章小结
• 第3章 主汽温控制系统前馈-反馈控制参数优化
• 3.1 反馈控制参数优化
• 3.1.1 DCS常用PID算法及优化原则
• 3.1.2 PID参数最优化设计及仿真验证
• 3.2 动态前馈控制参数优化
• 3.2.1 前馈反馈复合控制原理
• 3.2.2 前馈控制器的基本整定原则
• 3.2.3 串级回路前馈控制器的设计及验证
• 3.3 本章小结
• 第4章 主汽温模型辨识软件的开发
• 4.1 软件开发平台及功能介绍
• 4.1.1 软件开发环境
• 4.1.2 软件功能特点
• 4.2 软件应用实例
• 4.3 本章小结
• 第5章 主汽温模型获取现场试验方案
• 5.1 试验工况和试验设备
• 5.2 测取测点
• 5.3 试验步骤
• 5.4 试验注意事项
• 5.5 本章小结
• 第6章 主汽温模型获取的工程应用
• 6.1 数据预处理
• 6.2 大唐同煤塔山600MW机组应用研究
• 6.3 大唐王滩600MW机组应用研究
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 作者简介