[发明专利]一种超超临界机组干湿态转换无扰切换控制方法

说明书

本发明涉及本发明公开了一种超超临界机组干湿态转换无扰切换控制方法，包括以下步骤：采集机组DCS数据，通过机理建模+数据辨识的方法建立控制对象模型；采用粒子群多目标优化算法(PSO)，对控制器参数进行寻优；改进控制逻辑，实现超超临界机组的协调控制系统在干/湿态转换过程中的无扰切换控制策略。

技术领域

本发明属于热工自动控制领域，具体涉及一种超超临界机组干湿态转换无扰切换控制方法。

背景技术

近年来，随着电网技术的快速发展和工业自动化水平的不断提高，对单元机组的控制也提出了更高的要求。单元机组作为火电厂的主要组成同时也作为电网的基本单位，不仅承担着满足电网负荷的要求和调峰、调频的任务，它的稳定运行还直接影响着电网的经济性和安全性”。单元机组协调控制系统在这种背景下应运而生，它将汽轮机和锅炉作为不可分割的- 一个整体来进行综合控制，以它作为基础来实现电网侧的综合优化管理，已经成为目前电力生产自动化的主要发展趋势。因此如何对单元机组协调控制系统进行优化和设计，就成为了火电厂控制领域的重点研究课题。

随着机组参数的增大，受控对象的复杂程度和控制要求的提高，随之，而来的问题也变得更多。首先，对于传统的汽包锅炉而言，人们往往会忽略一些次要因素,这样就可以将亚临界机组协调控制系统简化成-一个双输入双输出的被控对象。而对于超临界机组协调控制系统而言,给水流量的扰动也会对机组的实发功率和主蒸汽压力产生很大的影响。因此，在超临界机组协调控制系统中，应将给水流量和中间点温度(或焓值)也作为协调控制系统的控制量和被控量,这就使得本身已经较为复杂的多变量系统的参数变得更多且耦合性变得更强。其次, 超临界机组并没有亚临界机组的汽包环节，只能采用直流炉，这使得水和水蒸气在机组内的循环速度上升，也就要求控制系统的快速性、实时性要更好；而且，由于缺少蓄热环节,这就要求控制系统要更严格地保证机组的质量平衡和能量平衡。同时，协调控制系统还存在动态非线性、时变、大时延、不确定干扰多等不利因素,这都为其控制系统的设计及优化带来了很大的挑战。以往传统的由人工试凑、参数整定而得到的PID控制器将很难保证机组的正常运行,就算勉强投入使用，当机组的动态特性发生较大变化后，也将很难适用。因此，迫切的需要--种先进的控制算法可以对这种复杂工业过程进行稳定和有效的控制。

除此之外，在直流炉湿/干态切换过程中,起动热力系统的运行状况非常复杂，手动控制易对系统产生较大扰动,特别是水煤比控制不当将导致干湿态之间频繁切换和机组参数的剧烈波动,从而影响机组正常运行。因此，实际工业过程对直流炉干湿态转换过程的全程自动控制有着较强烈地需求。

直流炉起动系统在锅炉起动、机组低负荷运行(蒸汽流量低于炉膛所需的最小流量)及停炉过程中，维持锅炉的最小流量，以保证炉膛水冷壁的安全，同时满足机组起、停及低负荷运行时对蒸汽流量的要求。直流炉起动系统分为带炉水循环泵和不带炉水循环泵2种起动系统。其中，不带炉水循环泵起动系统结构简单，给水经给水泵至高压加热器、上水操作阀、省煤器、水冷壁、汽水分离器、储水箱、溢流阀等系统形成给水循环回路。带炉水循环泵的起动系统相对复杂，设备较多，耦合性较强，但能够大大减少机组起动时的工质和热量损失，且大大减轻机组热态起动时对锅炉的热冲击。。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种超超临界机组干湿态转换无扰切换控制方法。

本发明的技术方案如下：

一种超超临界机组干湿态转换无扰切换控制方法，通过机理建模和数据辨识的方法，建立超超临界机组协调控制模型，其特征在于包括：

S1、数据的选取及其预处理：

S11、根据合适的采样周期，选择启停过程平稳、运行过程信噪比足够大的数据；

S12、以通过以系统运行的初始条件作为系统输入输出的“零点”，进行零初始值处理；