直流锅炉发电机组协调系统模糊控制策略的研究

论文摘要

随着经济的发展,直流锅炉发电机组已经成为我国电力事业发展的主力机组,由于其较低的运行成本和具有较高的效益,在电力市场中具有很强的竞争性。直流锅炉汽轮机协调控制系统是直流炉发电机组中最主要的控制系统之一,由于锅炉对负荷的响应有较大的延迟,而汽轮机的惯性要小得多,在解决锅炉与汽轮机矛盾的过程中,就体现了研究协调控制系统的重要性,一套良好的协调控制系统能使直流锅炉发电机组安全、稳定、经济地运行,能提高负荷的响应速度,且节省大量资源而创造更多价值。由于机组在运行过程中会受到各种扰动,一旦有扰动改变了模型参数或工况变化,传统的控制器不能及时发现而调整自己的参数,这样控制品质就会达不到要求,甚至导致机组不能正常运行,模糊控制器能在线辨识被控对象参数的改变,进而调整其参数达到良好的控制效果。针对黄骅电厂660MW机组稳定运行的输入输出数据辨识出一组实用的直流锅炉-汽轮机发电机组模型,设计出串联前馈补偿解耦器,深入研究了协调控制系统的特点和直流锅炉发电机组协调控制系统的并行模糊PID控制算法,并在Matlab/Simulink控制系统仿真软件上对该算法进行了仿真验证,并与传统PID控制算法进行了仿真对比分析。仿真结果表明该控制系统具有良好的控制性能,稳定性很好,能改善系统的动静态特性,该控制器具有良好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 协调控制系统的研究现状和趋势
• 1.3 直流锅炉机组模型研究现状
• 1.4 解耦控制系统的研究现状
• 1.4.1 传统解耦控制方法
• 1.4.2 自适应解耦控制方法
• 1.4.3 智能解耦控制方法
• 1.5 模糊控制技术的发展概况及趋势
• 1.6 论文的主要工作
• 第2章 协调控制系统的分析
• 2.1 协调控制系统概述
• 2.1.1 协调控制系统的概念
• 2.1.2 单元机组负荷控制基本方式
• 2.2 单元机组协调控制系统的特点
• 2.3 单元机组协调控制系统的运行方式
• 2.3.1 滑压运行方式
• 2.3.2 定压运行方式
• 2.3.3 联合运行方式
• 2.4 协调控制系统的分类
• 2.4.1 直接能量平衡（DEB）协调控制系统
• 2.4.2 间接能量平衡（IEB）协调控制系统
• 2.5 机炉协调控制回路
• 2.5.1 锅炉主控制回路
• 2.5.2 汽机主控制回路
• 2.6 协调控制系统的设计
• 2.7 本章小结
• 第3章 660MW机组协调控制系统建模及解耦
• 3.1 超临界机组协调控制系统受控对象数学模型的结构分析
• 3.2 本文的研究对象
• 3.3 基于最小二乘法估计的ARX模型
• 3.4 利用MATLAB系统辨识工具箱函数辨识模型
• 3.4.1 模型的检验
• 3.4.2 封装模型
• 3.5 解耦控制系统的设计与仿真
• 3.5.1 解耦控制的概念
• 3.5.2 解耦控制的主要分类
• 3.5.3 解耦控制原理和方案设计
• 3.5.4 相对增益的计算与耦合系统变量间的配对选择
• 3.5.5 前馈补偿解耦的原理和结构设计
• 3.6 解耦控制系统仿真
• 3.6.1 前馈补偿解耦调节器设计
• 3.6.2 解耦效果验证
• 3.7 本章小结
• 第4章 模糊控制器的设计与分析
• 4.1 模糊控制系统原理
• 4.1.1 模糊控制基本理论
• 4.2 模糊控制系统的设计
• 4.2.1 并行模糊PID控制器的设计与分析
• 4.3 MATLAB环境下并行模糊PID控制算法验证与分析
• 4.3.1 扰动消除实验
• 4.3.2 阶跃响应跟踪实验
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢