[发明专利]火力发电锅炉主汽压力最优控制系统及其控制方法

说明书

本发明属于锅炉控制技术领域，具体为火力发电锅炉主汽压力最优控制系统及其控制方法，锅炉主汽压力控制信号处理子系统的过热蒸汽出口压力检测变送装置对锅炉的主汽压力信号进行测量和记录；测量出的信号传递给线性模型化处理器，根据具体的锅炉的主汽压力设置系统参数，把锅炉的主汽压力模型进行线性化，得到一定范围内的主蒸汽压力的线性化模型，进而得出最优控制输入信号；将最优控制输入信号传递给锅炉主汽压力控制信号处理子系统，进行燃料流量和空气流量控制器。本发明可以直接给过热蒸汽出口压力控制器输出最优控制信号，能够满足控制系统稳定性和对目标曲线的准确跟踪，保证了锅炉的主蒸汽压力控制系统根据需要控制压力。

技术领域

本发明属于锅炉控制技术领域，具体为火力发电锅炉主汽压力最优控制系统及其控制方法。

背景技术

在锅炉跟随的汽包节机组负荷，汽轮机控制系统主要通过调节阀门开度来调节机组负荷，锅炉控制系统则通过改变煤量来维持压力。传统的的主蒸汽压力控制系统基本采用PID反馈加负荷指令前馈的调节方式。随着锅炉负荷的变化和其它干扰因素的影响，大型锅炉的主蒸汽压力动态特性具有很大的差异，由于固定参数的PID自动控制系统不能适应被控对象动态特性的大范围的变化，造成大型锅炉主蒸汽压力的控制性能下降，甚至达不到控制指标的要求，从而直接影响锅炉的稳定及经济运行。

传统的主蒸汽压力控制系统采用PID反馈加负荷指令前馈的调节方式，但由于锅炉侧的大惯性及纯延时性、机炉间的强耦合性和非线性，控制效果始终欠佳。

随着锅炉负荷的变化和其它干扰因素的影响，大型锅炉的主蒸汽压力动态特性具有很大的差异，由于固定参数的PID自动控制系统不能适应被控对象动态特性的大范围的变化，造成大型锅炉主蒸汽压力的控制性能下降，甚至达不到控制指标的要求，从而直接影响锅炉的稳定及经济运行。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种火力发电锅炉主汽压力最优控制系统及其控制方法。具体技术方案为：

火力发电锅炉主汽压力最优控制系统，包括锅炉主汽压力控制信号处理子系统、最优控制信号执行子系统、系统状态更新子系统；

所述的锅炉主汽压力控制信号处理子系统，包括过热蒸汽出口压力检测变送装置、过热蒸汽出口压力控制器和线性模型化处理器；

所述的最优控制信号执行子系统，包括最优控制输入计算器、燃料流量控制器和空气流量控制器；

所述的系统状态更新子系统，包括状态更新器；

所述的过热蒸汽出口压力检测变送装置的输出端与过热蒸汽出口压力控制器输入端连接，过热蒸汽出口压力控制器的输出端与线性模型化处理器的输入端相连接，线性模型化处理器的输出端与最优控制输入计算器的输入端连接，最优控制输入计算器的输出端分别与燃料流量控制器、空气流量控制器和状态更新器连接。

火力发电锅炉主汽压力最优控制系统的控制方法，包括以下步骤：

锅炉主汽压力控制信号处理子系统的过热蒸汽出口压力检测变送装置对锅炉的主汽压力信号进行测量和记录；测量出的信号通过过热蒸汽出口压力控制器传递给线性模型化处理器，通过内置的仿真计算软件，根据具体的锅炉的主汽压力设置系统参数，把锅炉的主汽压力模型进行线性化，得到一定范围内的主蒸汽压力的线性化模型，进而得出最优控制输入信号；将最优控制输入信号传递给锅炉主汽压力控制信号处理子系统，进行燃料流量和空气流量控制器，实现主汽压力的控制效果。

进一步的，最优控制输入信号的获得方法为：