專利名稱：一種火電廠主蒸汽溫度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火電廠控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制提供一個(gè)新方法，可以完成主蒸汽溫度預(yù)測(cè)控制功能。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，節(jié)能降耗的需求日益強(qiáng)烈。電力行業(yè)發(fā)展中，隨著大容量火力發(fā)電機(jī)組的不斷建設(shè)，提高機(jī)組運(yùn)行效率和熱經(jīng)濟(jì)性也非常迫切。在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，很多先進(jìn)控制技術(shù)和方法應(yīng)用于鍋爐的各種控制中。目前電廠主蒸汽溫度傳統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有主、副兩個(gè)PID控制器。由于主汽溫對(duì)象具有較大的遲延和慣性，主控制器采用PID控制規(guī)律，副控制器采用PI或P控制規(guī)律，接受導(dǎo)前汽溫信號(hào)和主控制器輸出信號(hào)。當(dāng)過熱汽溫升高時(shí)，主控制器輸出減小，副控制器輸出增加，減溫水量增加，過熱汽溫下降。在主、副控制器均具有PI控制規(guī)律的情況下，主、副控制器的輸入偏差均為零。因此可以認(rèn)為主控制器的輸出是導(dǎo)前汽溫的給定值。上述傳統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)具有內(nèi)外回路。內(nèi)回路由導(dǎo)前汽溫變送器、副控制器、執(zhí)行器、減溫水調(diào)節(jié)閥及減溫器組成；外回路由主汽溫對(duì)象、汽溫變送器、主控制器及整個(gè)內(nèi)回路組成。內(nèi)回路相當(dāng)于以主控制器輸出為給定值、以導(dǎo)前汽溫為被調(diào)量、以減溫器為控制對(duì)象組成的一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。因這一系統(tǒng)的控制對(duì)象遲延和慣性較小，所以它的控制過程是穩(wěn)定的。當(dāng)減溫水發(fā)生擾動(dòng)或減溫器后的溫度發(fā)生變化引起導(dǎo)前汽溫變化時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整，快速穩(wěn)定，減小擾動(dòng)、特別是減溫水?dāng)_動(dòng)對(duì)過熱汽溫的影響；相對(duì)于內(nèi)回路，外回路是一個(gè)低速回路，它的主要任務(wù)是維持主汽溫等于給定值。主蒸汽溫度有著復(fù)雜的動(dòng)態(tài)和強(qiáng)耦合特性。上面所述常規(guī)的PID控制僅僅關(guān)注控制回路中單個(gè)輸入輸出變量之間的關(guān)系，而無法對(duì)強(qiáng)耦合或者次強(qiáng)耦合的輸入輸出變量之間的關(guān)系予以補(bǔ)償。實(shí)際運(yùn)行中，出口蒸汽溫度不僅受到減溫器中減溫水量的影響，同時(shí)也受燃料流量，空氣流量和蒸汽流量等過程量的影響。所以在回路中需 要設(shè)計(jì)針對(duì)可測(cè)干擾變量的前饋控制以減少暫態(tài)響應(yīng)過程中蒸汽溫度的變化。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明公開了一種適用于火電廠鍋爐主蒸汽溫度的DMC-PID控制方法。該控制方法集傳統(tǒng)鍋爐主蒸汽溫度PID控制方法、預(yù)測(cè)控制、滾動(dòng)優(yōu)化于一體。該方法的DMC-PID控制，是將DMC控制器和副PID控制器組成一個(gè)串級(jí)控制回路。DMC控制器作為主蒸汽溫度控制回路的主控制器，PID控制器作為控制回路的副PID控制器。DMC控制器的計(jì)算輸出作為副PID控制器的設(shè)定值(減溫器出口蒸汽溫度設(shè)定值)。同時(shí)在本方法中，保留了傳統(tǒng)主蒸汽溫度控制回路，即主副控制器都是PID控制器的回路。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況，通過切換開關(guān)，選擇投入傳統(tǒng)PID控制回路，還是DMC-PID控制回路。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。一種火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:(I)在DMC-PID溫度串級(jí)回路中，設(shè)置一切換開關(guān)，此切換開關(guān)一端連接副PID控制器，另一端連接主PID控制器或DMC溫度預(yù)測(cè)控制器；(2)通過切換開關(guān)，選擇火電廠鍋爐主蒸汽溫度是采用DMC-PID模式還是采用傳統(tǒng)串級(jí)PID模式進(jìn)行控制，當(dāng)選擇串級(jí)PID模式時(shí)，副PID控制器接受主PID控制器的輸出作為設(shè)定值，當(dāng)選擇DMC-PID模式時(shí)，副PID控制器直接接受DMC溫度預(yù)測(cè)控制器的輸出作為設(shè)定值；(3)當(dāng)處于DMC-PID模式時(shí)，DMC溫度預(yù)測(cè)控制器從分散控制系統(tǒng)DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量、蒸汽流量、磨煤機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行情況，這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)主蒸汽溫度的階躍響應(yīng)曲線在溫度預(yù)測(cè)控制器中構(gòu)成動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)模型，通過求解動(dòng)態(tài)矩陣，解析出在這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)下的主蒸汽溫度的預(yù)測(cè)值，并對(duì)主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行反饋校正，經(jīng)反饋校正后的主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值，與參考軌跡值求差作為二次型目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化，計(jì)算出控制量的最優(yōu)值；(4)將DMC溫度預(yù)測(cè)控制器輸出控制量的最優(yōu)值，作為主蒸汽溫度串級(jí)控制回路中副PID控制器的設(shè)定值，即減溫器出口蒸汽溫度的設(shè)定值，副PID控制器的輸出直接作用于減溫水調(diào)節(jié)閥門控制其開度，實(shí)現(xiàn)減溫水流量的調(diào)節(jié)，使得被調(diào)量主蒸汽溫度沿著參考軌跡到達(dá)設(shè)定值曲線，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:采用DMC-PID方法控制后，可以減小蒸汽溫度的波動(dòng)幅度，提高調(diào)節(jié)品質(zhì)，蒸汽溫度的設(shè)定值可以設(shè)定在相對(duì)較高的范圍，從而提高進(jìn)入汽輪機(jī)的初參數(shù)。這樣，在同樣蒸汽負(fù)荷下實(shí)現(xiàn)增加汽輪機(jī)的做功，獲得了更高的循環(huán)效率。


圖1所示為火電廠鍋爐主蒸汽溫度傳統(tǒng)控制方法示意
圖2所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法中DMC預(yù)測(cè)流程示意圖；圖4所示為本發(fā)明的火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1中所示為發(fā)電廠鍋爐主蒸汽溫度傳統(tǒng)控制方法流程示意圖，圖中串級(jí)控制系統(tǒng)具有內(nèi)外回路。內(nèi)回路由導(dǎo)前汽溫變送器、副控制器、執(zhí)行器、減溫水調(diào)節(jié)閥及減溫器組成；外回路由主汽溫對(duì)象、汽溫變送器、主控制器及整個(gè)內(nèi)回路組成。內(nèi)回路相當(dāng)于以主控制器輸出為給定值、以導(dǎo)前汽溫為被調(diào)量、以減溫器為控制對(duì)象組成的一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。因這一系統(tǒng)的控制對(duì)象遲延和慣性較小，所以它的控制過程是穩(wěn)定的。當(dāng)減溫水發(fā)生擾動(dòng)或減溫器后的溫度發(fā)生變化引起導(dǎo)前汽溫變化時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整，快速穩(wěn)定，減小擾動(dòng)、特別是減溫水?dāng)_動(dòng)對(duì)過熱汽溫的影響；相對(duì)于內(nèi)回路，外回路是一個(gè)低速回路，它的主要任務(wù)是維持主汽溫等于給定值。圖2所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主蒸汽溫度預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。主蒸汽溫度有著復(fù)雜的動(dòng)態(tài)和強(qiáng)耦合特性。圖1所述傳統(tǒng)PID控制僅僅關(guān)注控制回路中單個(gè)輸入輸出變量之間的關(guān)系，而無法對(duì)強(qiáng)耦合或者次強(qiáng)耦合的輸入輸出變量之間的關(guān)系予以補(bǔ)償。而實(shí)際運(yùn)行中，出口蒸汽溫度不僅受到減溫器中減溫水量的影響，同時(shí)也受燃料流量，空氣流量和蒸汽流量的影響。溫度預(yù)測(cè)控制串級(jí)回路中，預(yù)測(cè)控制器為主控制器，PID控制器為副控制器。被調(diào)變量為主蒸汽溫度，同時(shí)燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量和蒸汽流量作為擾動(dòng)變量引入到溫度預(yù)測(cè)控制器中。多變量預(yù)測(cè)控制器的計(jì)算結(jié)果作為副PID控制器的設(shè)定值，副PID控制器直接控制減溫水閥門開度，實(shí)現(xiàn)對(duì)主蒸汽溫度的優(yōu)化調(diào)節(jié)。系統(tǒng)工作原理:當(dāng)擾動(dòng)(減溫水流量)發(fā)生在副回路內(nèi)，例如減溫水流量發(fā)生自發(fā)性波動(dòng)引起減溫器出口汽溫變化時(shí)，由于有副回路存在，而且導(dǎo)前區(qū)慣性很小，副控制器能及時(shí)動(dòng)作，快速消除擾動(dòng)；當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生在副回路以外時(shí)，如負(fù)荷變化引起過熱汽溫變化，由動(dòng)態(tài)矩陣模型預(yù)測(cè)出被調(diào)量測(cè)量值，通過預(yù)測(cè)控制器改變其輸出校正信號(hào)，由副調(diào)節(jié)回路去改變減溫水流量，克服擾動(dòng)影響。預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu):系統(tǒng)以預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，采用在線滾動(dòng)優(yōu)化指標(biāo)和反饋?zhàn)孕Ｕ呗?，力求有效地克服受控?duì)象的不確定性、遲滯和時(shí)變等因素的動(dòng)態(tài)影響，從而達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo):被調(diào)量到達(dá)參考軌跡，并使系統(tǒng)有良好的魯棒性和穩(wěn)定性。如圖3所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法中DMC-PID預(yù)測(cè)流程示意圖。當(dāng)控制器運(yùn)行在DMC-PID模式時(shí)，DMC預(yù)測(cè)模型從分散控制系統(tǒng)DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量、蒸汽流量、磨煤機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行情況。這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)主蒸汽溫度的階躍響應(yīng)曲線在預(yù)測(cè)控制器中構(gòu)成動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)模型，通過實(shí)時(shí)求解動(dòng)態(tài)矩陣，解析出在這些輸入數(shù)據(jù)下，主蒸汽溫度的預(yù)測(cè)值100。由于隨機(jī)干擾和存在有建模誤差等原因，初始預(yù)測(cè)值和系統(tǒng)實(shí)際輸出間必然有誤差，這里利用偏差e (k)對(duì)預(yù)測(cè)值Ym (k)進(jìn)行修正后得到最終預(yù)測(cè)值Yp (k)。根據(jù)受控對(duì)象主蒸汽溫度的階躍響應(yīng)特性，建模長(zhǎng)度為N的主蒸汽溫度多變量預(yù)測(cè)模型矢量式寫為:Ym (k) =Y0 (k)+AAU(k)式中:Ym(k)= [ym(k+l I k) ym (k+2 I k) - --y,, (k+N) I k) ] T,主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值N是建模長(zhǎng)度，T是采樣周期yffl(k+1 I k)是指在k時(shí)刻，預(yù)測(cè)的k+Ι時(shí)刻的主蒸汽溫度值，其他類推。Y0 (k)= [y0(k+l I k) y0 (k+2 I k)…y0(k+N) I k) ] τ,主蒸汽溫度初始預(yù)測(cè)值y0(k+1 I k)是指在k時(shí)刻，算出的k+Ι時(shí)刻主蒸汽溫度初始預(yù)測(cè)值，其他類推AU(k)= [Au(k)厶11(1^1>"厶11(1^^1)]'控制增量序列矢量(減溫器出口溫度設(shè)定值)Λ u(k+l)，是k+Ι時(shí)刻的控制增量(減溫器出口溫度設(shè)定值)，其他的類推A，動(dòng)態(tài)系數(shù)矩陣，是來自燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量對(duì)主蒸汽溫度的階躍曲線。當(dāng)控制增量(減溫器出口蒸汽溫度設(shè)定值)序列有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，建模時(shí)域仍為N, L<N時(shí)，主蒸汽 溫度預(yù)測(cè)值為:Ym (k) =Y0 (k) +A Δ Ul (k)
式中有效長(zhǎng)度L下的控制增量值Λ Ul (k)(減溫器出口溫度設(shè)定值)為:AUL(k)= [Δ u(k) Λ u(k+l)…Λ U(k+L-1)0…0]τΔ u (k+1)，是k+Ι時(shí)刻的控制增量值(減溫器出口溫度設(shè)定值)，其他的類推T是采樣周期被調(diào)量主蒸汽是運(yùn)行在在弱非線性、模型失配、常數(shù)時(shí)變、環(huán)境干擾等工況下，因此主蒸汽溫度測(cè)量值與模型輸出不能完全一致。為此，需對(duì)主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行反饋校正。此方法中利用偏差e(k)對(duì)預(yù)測(cè)值1(10進(jìn)行修正后得到主蒸汽溫度最終預(yù)測(cè)值Yp(k)。設(shè)k+Ι時(shí)刻的輸出誤差為:e (k+1) =y (k+1) _yp (k+1 I k)，其中y (k+1)是指主蒸汽溫度測(cè)量值，yp(k+l I k)是指從k時(shí)刻開始，k+1時(shí)刻主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值。利用e(k+l)取N維的校正矢量CKcId...]1對(duì)Ym(k)進(jìn)行修正得到主蒸汽溫度的最終預(yù)測(cè)值:Yp (K+1) =Ym (K) +Ce (K+1)DMC控制的目的是使主蒸汽溫度測(cè)量值y(k)按一條給定的參考軌跡Yd (k)逐漸到達(dá)主蒸汽溫度設(shè)定值S，此算法中參考軌跡Yd(k)從k采樣時(shí)刻開始的未來i個(gè)采樣時(shí)刻值，采用從當(dāng)前時(shí)刻主蒸汽溫度實(shí)際輸出值y(k)為起始的一階指數(shù)變化形式進(jìn)行描述:Yd(k+i)=y (k) + [s-y (k) ] (l_e-lT/T) (i=l, 2，...)式中:Yd(k+i)------k+i時(shí)刻的主蒸汽溫度的參考軌跡T------采樣周期τ------參考軌跡的時(shí)間常數(shù)

s--------主蒸汽溫度設(shè)定值經(jīng)反饋校正后的主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值Yp (k)，與參考軌跡值Yd (k)求差作為二次型目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，再計(jì)算出控制量的被優(yōu)值。對(duì)于主蒸汽溫度參考軌跡Yd (k)和預(yù)測(cè)模型輸出(主蒸汽溫度)Yp (k)的系統(tǒng)二次型滾動(dòng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)寫成:I YAk)-Ypm Il |4-1i AULik) I I式中:J(k)-------優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)Yd (k)--------主蒸汽溫度參考軌跡值Yp (k)--------主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值A(chǔ)UL(k)------有效長(zhǎng)度L下的控制增量值(減溫器出口溫度設(shè)定值)Q--------權(quán)系數(shù)構(gòu)成的誤差權(quán)矩陣R--------權(quán)系數(shù)構(gòu)成的控制權(quán)矩陣此時(shí)有效長(zhǎng)度L下的控制增量值(減溫器出口溫度設(shè)定值)為:Δ Ul(k) = [ Δ u(k) Δ (k+Ι) *..Δ u(k+L-1) ]T推導(dǎo)可得控制增量(減溫器出口蒸汽溫度設(shè)定值)序列的最優(yōu)值為:Λ U (k) =G [Yd (k)-Y。(k)]，式中:G 為動(dòng)態(tài)控制矩陣Yd (k)--------主蒸汽溫度參考軌跡值 Yp (k)--------主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值最優(yōu)控制量Λ U(k)，作為主蒸汽溫度串級(jí)控制回路中副PID控制器的設(shè)定值，即過減溫器出口蒸汽溫度的設(shè)定值。副PID控制器的輸出直接作用于兩側(cè)減溫水調(diào)節(jié)閥門控制其開度，實(shí)現(xiàn)減溫水流量的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制主蒸汽溫度的目的。此控制量AU(k)使得被調(diào)量主蒸汽溫度沿著一條期望的參考軌跡到達(dá)設(shè)定值曲線，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。如圖4所示為火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法流程示意圖。本發(fā)明公布的一種火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法，包括以下內(nèi)容步驟:(I)在DMC-PID溫度串級(jí)回路中，設(shè)置一切換開關(guān)，此切換開關(guān)一端連接副PID控制器，另一端連接主PID控制器或溫度預(yù)測(cè)控制器；(2)通過切換開關(guān)，選擇火電廠鍋爐主蒸汽溫度是采用DMC-PID模式還是采用傳統(tǒng)串級(jí)PID模式進(jìn)行控制，當(dāng)選擇傳統(tǒng)串級(jí)PID模式時(shí)，副PID控制器接受主PID控制器的輸出作為設(shè)定值，當(dāng)選擇DMC-PID模式時(shí)，副PID控制器直接接受溫度預(yù)測(cè)控制器(DMC)的輸出作為設(shè)定值；(3)當(dāng)處于DMC-PID模式時(shí)，溫度預(yù)測(cè)控制器從分散控制系統(tǒng)DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量、蒸汽流量、磨煤機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行情況，這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)主汽溫度的階躍響應(yīng)曲線在溫度預(yù)測(cè)控制器中構(gòu)成多變量動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)模型，通過實(shí)時(shí)求解動(dòng)態(tài)矩陣，解析出在這些輸入數(shù)據(jù)下的主蒸汽溫度的預(yù)測(cè)值，并對(duì)主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行反饋校正，經(jīng)反饋校正后的主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值，與參考軌跡值求差作為二次型目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化，計(jì)算出控制量的最優(yōu)值。(4)將DMC溫度預(yù)測(cè)控制器輸出的控制量最優(yōu)值，作為主蒸汽溫度串級(jí)控制回路中副PID控制器的設(shè)定值，即減溫器出口蒸汽溫度的設(shè)定值，副PID控制器的輸出直接作用于減溫水調(diào)節(jié)門控制其開度，實(shí)現(xiàn)減溫水流量的調(diào)節(jié)，使得被調(diào)量主蒸汽溫度沿著參考軌跡到達(dá)設(shè)定值曲線，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。在示意圖中，最上面一層為上位監(jiān)控 層:溫度預(yù)測(cè)控制站上運(yùn)行預(yù)測(cè)控制軟件包(溫度預(yù)測(cè)控制器)，從DCS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行在線計(jì)算，計(jì)算出優(yōu)化結(jié)果后，發(fā)送到DCS的控制器邏輯中，實(shí)現(xiàn)在線控制。用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況決定使用DMC-PID控制模式和傳統(tǒng)PID控制器模式，模式選擇通過切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種火電廠鍋爐主蒸汽溫度控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)在DMC-PID溫度串級(jí)回路中，設(shè)置一切換開關(guān)，此切換開關(guān)一端連接副PID控制器，另一端連接主PID控制器或DMC溫度預(yù)測(cè)控制器； (2)通過切換開關(guān)，選擇火電廠鍋爐主蒸汽溫度是采用DMC-PID模式還是采用傳統(tǒng)串級(jí)PID模式進(jìn)行控制，當(dāng)選擇串級(jí)PID模式時(shí)，副PID控制器接受主PID控制器的輸出作為設(shè)定值，當(dāng)選擇DMC-PID模式時(shí)，副PID控制器直接接受DMC溫度預(yù)測(cè)控制器的輸出作為設(shè)定值； (3)當(dāng)處于DMC-PID模式時(shí)，DMC溫度預(yù)測(cè)控制器從分散控制系統(tǒng)DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述相關(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量、蒸汽流量、磨煤機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行情況，這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)主蒸汽溫度的階躍響應(yīng)曲線在溫度預(yù)測(cè)控制器中構(gòu)成動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)模型，通過求解動(dòng)態(tài)矩陣，解析出在這些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)下的主蒸汽溫度的預(yù)測(cè)值，并對(duì)主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行反饋校正，經(jīng)反饋校正后的主蒸汽溫度預(yù)測(cè)值，與參考軌跡值求差作為二次型目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化，計(jì)算出控制量的最優(yōu)值。
(4)將DMC溫度預(yù)測(cè)控制器輸出控制量的最優(yōu)值，作為主蒸汽溫度串級(jí)控制回路中副PID控制器的設(shè)定值，即減溫器出口蒸汽溫度的設(shè)定值，副PID控制器的輸出直接作用于減溫水調(diào)節(jié)閥門控制其開度，實(shí)現(xiàn)減溫水流量的調(diào)節(jié)，使得被調(diào)量主蒸汽溫度沿著參考軌跡到達(dá)設(shè)定值曲線，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控`制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于火電廠主蒸汽溫度的控制方法。該控制方法引入了DMC動(dòng)態(tài)矩陣和多變量模型預(yù)測(cè)先進(jìn)控制技術(shù)，其內(nèi)容主要包括基于動(dòng)態(tài)矩陣的多變量溫度預(yù)測(cè)控制器通過調(diào)節(jié)進(jìn)入末級(jí)過熱器的減溫器出口蒸汽溫度的設(shè)定值，控制鍋爐出口過熱蒸汽溫度。此方法中，燃料流量、一次風(fēng)流量、二次風(fēng)流量、蒸汽流量作為干擾變量包含于主蒸汽溫度控制模型中。這樣的先進(jìn)溫度控制可以提高蒸汽溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，從而縮窄過熱蒸汽的溫度變化幅度，使過熱器在可允許的熱應(yīng)力區(qū)間范圍和更高溫度上運(yùn)行，以獲得更高的熱效率。本發(fā)明使用的DMC-PID串級(jí)控制既能發(fā)揮DMC算法的超前預(yù)測(cè)性和強(qiáng)魯棒性，又能利用串級(jí)控制很強(qiáng)的抗干擾能力。
文檔編號(hào)F22B35/00GK103225799SQ20131016792
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者賀晉衛(wèi), 劉娜, 陳莉, 王振霞 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司