过热汽温系统先进控制策略研究

发布时间：2017-10-08 02:03

  本文关键词：过热汽温系统先进控制策略研究

  更多相关文章： 过热汽温 先进控制策略 300MW机组 对象辨识 粒子群算法 优化控制 状态反馈-PID控制

【摘要】：过热汽温对机组安全、稳定、经济运行具有重要的意义,因而对其控制要求非常严格,一般在稳定情况下要求稳态偏差保持在??5C以内;动态偏差保持在??10C以内。但该系统具有大迟延、大惯性、时变、扰动因素多等特点,且随着机组的容量增大,惯性特征显著增强,被控对象更为复杂。传统的PID基于反馈原理,不能及时调节大迟延对象,往往会造成很大的超调量,而且固定参数的控制器在多变的生产环境中,控制效果也不够理想。因此对过热汽温系统先进控制策略进行研究具有重要意义。首先,本文总结建模的方法,根据华能天津某电厂#5机组(300MW亚临界直流炉)过热汽温系统现场采集的试验数据,选取适合的模型结构,用粒子群算法进行辨识,得到了过热汽温控制系统的传递函数模型。然后,对多种过热汽温先进控制策略进行了仿真研究和比较,选择了基于状态观测器的状态反馈先进控制策略,准备应用于实际控制方案当中。然后,本文以华能天津某电厂#5机组(300MW亚临界直流炉)过热汽温系统为研究对象进行控制策略的研究。按照电厂要求以原TELEPERM ME混合型分散控制系统为基础进行升级改造,完成了新的基于西门子SPPA-T3000系统的DCS组态设计。通过对原控制方案进行分析,发现其存在诸多不完善之处,且参数设置不合理,针对这些问题,本文提出了新的过热汽温控制系统优化措施,并在新的DCS中进行了组态和调试。新控制方案最终成功投入现场运行,从投运效果来看,运行状态稳定,取得了比较理想的控制效果,保证了机组的安全经济运行。最后,本文尝试用状态反馈-PID相结合的过热汽温先进控制策略对#5机组过热汽温系统进行优化控制,通过在辨识得到的实际传递函数模型上的仿真,证实了控制方案的可行性。同时对控制方案进行了DCS组态设计,但由于时间限制并未实际投运,等待合适的运行条件准备投入现场运行。
【关键词】：过热汽温 先进控制策略 300MW机组 对象辨识 粒子群算法 优化控制 状态反馈-PID控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 过热汽温控制策略国内外研究现状10-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 第2章 过热汽温控制系统概述13-19
• 2.1 过热汽温控制对象的静态和动态特性13-15
• 2.2 过热汽温系统的常规调节方式15-18
• 2.2.1 串级过热汽温控制系统15-16
• 2.2.2 采用导前汽温微分信号的过热汽温控制系统16-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 300MW机组过热汽温对象辨识19-30
• 3.1 数学模型与建模方法19-20
• 3.2 模型结构20-22
• 3.3 粒子群算法原理22-23
• 3.4 标准粒子群算法23-24
• 3.5 过热汽温系统模型24-29
• 3.5.1 系统辨识数据的选取24
• 3.5.2 采样周期的选择24-25
• 3.5.3 数据预处理25-26
• 3.5.4 过热汽温系统粒子群建模26-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 过热汽温先进控制策略及仿真研究30-42
• 4.1 模型驱动PID控制30-33
• 4.2 预测PID控制33-35
• 4.3 增益自适应Smith预估控制35-37
• 4.4 基于状态观测器的状态反馈控制37-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第5章 300MW机组过热汽温控制系统工程实践42-67
• 5.1 机组概况42-44
• 5.2 原控制方案分析44-47
• 5.3 控制方案优化设计47-57
• 5.3.1 优化措施47-49
• 5.3.2 DCS组态实现49-53
• 5.3.3 控制画面简介53-57
• 5.4 系统特性试验及现场调试57-61
• 5.4.1 过热汽温控制系统特性试验57-58
• 5.4.2 现场调试方案58-59
• 5.4.3 变工况下过热汽温系统控制效果59-61
• 5.5 状态反馈-PID相结合的控制方案的设计61-65
• 5.5.1 控制方案原理和结构61-63
• 5.5.2 控制方案应用仿真及组态设计63-65
• 5.6 本章小结65-67
• 第6章 总结与展望67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况71-72
• 致谢72

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本文编号：991330