工业过程测控新技术与系统北京市重点实验室

...建模，检测，优化，控制

燃煤机组非线性建模与控制算法的研究

2010-05-28 12:00 阅读次数：次

承担单位：华北电力大学

主要完成人：刘吉臻，曾德良，刘长良，林永君、牛玉广

本项目以大型火电机组的非线性建模与控制为研究内容,通过不同的研究途径系统地研究了大型燃煤机组非线性建模与控制的若干问题。针对300MW燃煤机，研究了建模的理论方法，建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型；采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型；建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统，该系统可方便地与DCS互连，为研究单元机组控制系统提供了先进的手段；针对火电机组的非线性特征，研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略，采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型，分别设计了多变量内模控制器。

主要创新特点包括：

(1)     采用了新型的方法建立了大型燃煤机组非线性模型；

(2)     建立了基于非线性状态方程的机炉简化模型；

(3)     建立了可与DCS互连的专用仿真系统，用于机组动态特性分析和非线性控制策略的实用化研究；

(4)     研究了电厂典型非线性系统的特性，设计了一套解决系统非线性的控制方案；

其中，大机组建摸方法、低阶非线性动态解析模型、单元机组协调控制系统方案达到国内领先水平。

项目形成的成果化的产品：基于Simulink的300MW机组整体数学模型；基于状态方程的机炉简化非线性模型；大型燃煤机组动态模型建模支持系统。该项目所取得的成果为实现大型单元机组先进控制提供了坚实的基础，取得的研究成果一方面将直接应用于300MW燃煤机组节能优化控制工程项目，另一方面，所提供的模型和软件将在工程设计和研究开发中得以应用。基于多模型自适应方法的多变量内模控制在蒙达发电有限责任公司3#机协调控制优化项目中应用，并在山西神头第二发电厂推广。由此，可产生一定的直接经济效益和巨大的间接社会经济效益。

更多的研究成果被成功应用在500MW汽包炉，600MW汽包炉，1000MW超超临界机组，并获得良好的应用效果。