超临界机组Modelica建模与多模型预测控制方法研究

发布时间：2017-08-29 04:27

  本文关键词：超临界机组Modelica建模与多模型预测控制方法研究

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【摘要】：超临界机组协调系统具有强耦合、大惯性和参数时变等特点,还存在大量不可测扰动,传统的控制方法往往难以获得良好的控制效果,需要研究新的控制策略。研究人员需要对机组特性了解清楚,才能采取相应的优化控制策略。因此,首先必须建立能够准确反映机组静态及动态特性的机理模型。多模型预测控制算法已经能够有效的解决火电厂热工过程控制的诸多难题。因此,本文主要研究内容包括：1、基于面向对象的Modelica语言,采用集总参数方法建立了制粉系统模型库,包括煤粉介质及接口模型、给煤机模型、磨煤机模型及煤粉分离器模型。然后基于热工对象模型库,建立600MW超临界机组动态仿真模型。通过Dymola仿真平台,研究了机组主要参数的动态响应特性。2、针对实际电厂发电过程中存在大量不可测扰动,提出一种考虑不可测扰动补偿的多模型预测控制算法——带解耦补偿的扰动观测器与多模型预测控制算法相结合(DeDOBDMC),并利用超临界机组协调控制系统对象对DeDOBDMC算法的有效性进行仿真验证。3、完成了基于多模型预测控制的单元机组协调控制系统软件的编写。论文基于上述研究内容采用MATLAB和Visual C+(?)混合编程技术开发了多模型预测控制软件,并完成DCS控制系统组态图的分析和修改,实现多模型预测控制器与原有控制器的无扰切换,并基于NT6000仿真机进行相关仿真实验,为进一步工程应用打下基础。
【关键词】：协调控制系统 Modelica建模 多模型 预测控制 不可测扰动
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 选题背景及研究意义8
• 1.2 超临界机组机理建模研究现状8-9
• 1.3 多模型预测控制研究现状9-12
• 1.3.1 多模型方法研究现状9
• 1.3.2 预测控制算法的研究现状9-10
• 1.3.3 多模型预测控制算法的研究现状10-12
• 1.4 不可测扰动抑制策略研究现状12
• 1.5 本文主要研究内容12-14
• 第二章 超临界机组Modelica建模及仿真14-37
• 2.1 引言14
• 2.2 Modelica语言建模简介14-15
• 2.2.1 Modelica语言及Dymola平台介绍14
• 2.2.2 热力系统Modelica建模原理14-15
• 2.3 制粉系统模型库开发15-20
• 2.3.1 煤粉介质及接口模型16
• 2.3.2 给煤机模型16-17
• 2.3.3 磨煤机模型17-19
• 2.3.4 煤粉分离器模型19-20
• 2.4 600MW超临界机组建模20-25
• 2.4.1 建模假设21-23
• 2.4.2 模型连接及初始化23-25
• 2.5 仿真及动态特性研究25-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 考虑不可测扰动补偿的多模型预测控制算法研究37-66
• 3.1 引言37
• 3.2 超临界机组协调控制系统对象及不可测扰动37-38
• 3.2.1 协调控制系统37-38
• 3.2.2 不可测扰动问题38
• 3.3 考虑不可测扰动的多模型预测控制算法38-53
• 3.3.1 多模型算法38-40
• 3.3.2 预测控制算法40-44
• 3.3.3 考虑不可测扰动的多模型预测控制器(MMPC)设计44-53
• 3.4 基于MMPC的超临界机组协调控制系统仿真研究53-65
• 3.4.1 解耦补偿54-58
• 3.4.2 标称情形下对阶跃扰动的抑制效果对比58-61
• 3.4.3 模型失配情形下对阶跃扰动抑制效果的对比61-65
• 3.5 本章小结65-66
• 第四章 多模型预测控制算法的工程实现66-80
• 4.1 引言66
• 4.2 多模型预测控制软件设计66-71
• 4.2.1 控制软件结构66-69
• 4.2.2 控制软件编程技术69
• 4.2.3 控制软件程序界面69-71
• 4.3 控制软件的系统通信71-78
• 4.3.1 OPC通信技术71-72
• 4.3.2 DCS控制组态修改72-78
• 4.4 基于NT6000仿真机工程实现78-79
• 4.5 本章小结79-80
• 第五章 结论与展望80-81
• 5.1 本文主要工作内容80
• 5.2 今后工作的展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文85
• 作者在攻读硕士学位期间申请的专利85
• 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目85

【参考文献】

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本文编号：751309