[发明专利]一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法

说明书

一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法，涉及一种供热机组控制方法。步骤一：构建增广预测模型，将传统状态空间模型中的控制增量Δu与状态增量Δx引入状态空间；步骤2：构建二次型性能函数，计算关于负荷性能指标函数J₁及关于压力性能指标函数J₂；步骤3：以步骤2中的J₁与J₂，加权获得综合性能指标函数J；步骤4：计算步骤1中的约束条件；步骤5：求得指标函数J最小值，以此获得该工况下的负荷与压力最优协调控制量Δu。将预测控制基本思想应用于机组综合性能指标评估，在区分机组供热与非供热的不同工况下，引入最小二乘法预测未来的最优调节量，并反馈到机组控制器来完成下一步的控制。

技术领域

本发明涉及一种供热机组控制方法，尤其是一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法，属于电力系统自动控制技术领域。

背景技术

随着强随机性新型能源占比增加，火电机组调峰的频率及深度大幅增加。在此常态下，传统火电因其大惯性导致其调节速度不能满足AGC考核要求，致使电厂“两个细则”考核急剧增加。为应对此问题，火电企业开始对机组AGC跟踪指令的能力进行优化，以提高其调节性能。

目前，国内外火电机组主要研究方向多是基于锅炉侧和汽轮机侧进行优化设计，其研究对象主要是CCS(协调控制系统)，应用较多的是神经网络、自适应控制、预测控制与模糊控制等方法。实际上，此类研究所对应的性能评估是基于“两个细则”下的K值，其中基于机组速度的调节速率指标K₁、基于调节允许的偏差量的指标K₂(机组额定有功功率的1％)以及基于机组响应时间的K₃，这些方法在一定程度上提高了机组的控制性能。

然而，上述先进控制策略仅以控制结果为最终目标，并未对调节控制量u进行优化，过调、弱调均会降低机组整个调节过程的经济性。尤其当机组处于供热状态时，此时供热机组不仅要完成发电任务，同时还要保障供热，其供热负荷改变势必会对运行工况带来影响。

因此，为了有效兼顾机组投AGC时的控制品质与综合经济指标，本发明提出了一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法，将预测控制基本思想应用于机组综合性能指标评估。在区分机组供热与非供热的不同工况下，引入最小二乘法预测未来的最优调节量，并反馈到机组控制器来完成下一步的控制。本方法针对机组不同运行状态(供热与常规发电)进行优化控制，综合考量发电、供热两种状态，通过运算综合指标J来实时获取机组对负荷、压力的最优控制量，完成机组控制任务的同时，保障机组运行经济性。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种基于供热机组AGC综合指标的预测控制方法，包括以下步骤：

步骤一：构建增广预测模型，将传统状态空间模型中的控制增量Δu与状态增量Δx引入状态空间，

传统状态空间模型传统的表达形式由公式(1)，

A是状态空间向量，B是控制向量，C是输出向量，公式(1)是离散化状态空间方程，其中k是当前时刻，k+1是下一采样时刻，

当上公式(1)有r个输入量，q个输出量以及n个状态量时，引入增量Δu与状态增量Δx，其改进形式的表达如下式：

公式(2)化简成公式(3)：

传统预测控制方法中，将极小值问题由下式表示：