电加热蒸汽锅炉系统的控制方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114704822A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210423773.5G06F30/20(2020.01)(22)申请日2022.04.21G06F119/08(2020.01)G06F111/10(2020.01)(71)申请人国网江苏省电力有限公司常州供电分公司地址213000江苏省常州市局前街27号申请人国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司常州金坛金能电力有限公司(72)发明人袁俊球秦斌周斌柴婷逸陆骞刘聪(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231专利代理师任珊珊(51)Int.Cl.F22B35/00(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图2页(54)发明名称电加热蒸汽锅炉系统的控制方法及装置(57)摘要本发明提供一种电加热蒸汽锅炉系统的控制方法及装置，包括以下步骤：确定电加热蒸汽锅炉系统中两个相互耦合的待控量，其中，两个相互耦合的待控量之间的耦合关系构成耦合系统；根据两个相互耦合的待控量确定耦合系统的两个输出量和两个输入量；根据耦合系统的输出量和输入量确定耦合系统的传递函数，并根据耦合系统的传递函数得到第一解耦器的传递函数和第二解耦器的传递函数；通过第一解耦器和第二解耦器对两个相互耦合的待控量进行解耦控制。由此，考虑到电加热蒸汽锅炉系统中存在耦合的待控量，并对相互耦合的待控量进行解耦控制，从而可以实现对相互耦合的待控量进行相对独立的控制，更有利于系统稳定运行。CN114704822ACN114704822A权利要求书1/3页1.一种电加热蒸汽锅炉系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定所述电加热蒸汽锅炉系统中两个相互耦合的待控量，其中，所述两个相互耦合的待控量之间的耦合关系构成耦合系统；根据所述两个相互耦合的待控量确定所述耦合系统的两个输出量和两个输入量；根据所述耦合系统的输出量和输入量确定所述耦合系统的传递函数，并根据所述耦合系统的传递函数得到第一解耦器的传递函数和第二解耦器的传递函数；通过所述第一解耦器和所述第二解耦器对所述两个相互耦合的待控量进行解耦控制。2.根据权利要求1所述的电加热蒸汽锅炉系统的控制方法，其特征在于，所述两个相互耦合的待控量为锅炉功率和蒸汽温度，所述耦合系统的两个输入量为补水阀门开度和蒸汽出口阀门开度、两个输出量为实际锅炉温度和实际蒸汽温度。3.根据权利要求2所述的电加热蒸汽锅炉系统的控制方法，其特征在于，所述耦合系统具有第一传递函数、第二传递函数、第三传递函数和第四传递函数，根据所述耦合系统的输出量和输入量确定所述耦合系统的传递函数，包括以下步骤：根据所述耦合系统的每个传递函数对应的输入量和输出量，其中，所述第一传递函数用于表征输入量为补水阀门开度、输出量为实际锅炉功率时所述输入量与所述输出量间的关系，所述第二传递函数用于表征输入量为补水阀门开度、输出量为实际蒸汽温度时所述输入量与所述输出量间的关系，所述第三传递函数用于表征输入量为蒸汽出口阀门开度、输出量为实际锅炉功率时所述输入量与所述输出量间的关系，所述第四传递函数用于表征输入量为蒸汽出口阀门开度、输出量为实际蒸汽温度时所述输入量与所述输出量间的关系，所述第一传递函数至所述第四传递函数均满足以下二阶时滞模型：其中，G(s)为所述耦合系统的传递函数，a、b和c为所述传递函数的各阶系数，L为所述传递函数的滞后常数；对应每组所述输入量和所述输出量获取多组不同的输入输出测量值；利用多组所述输入输出测量值对对应的传递函数进行参数辨识，以得到所述传递函数的各阶系数和滞后常数。4.根据权利要求3所述的电加热蒸汽锅炉系统的控制方法，其特征在于，利用多组所述输入输出测量值对对应的传递函数进行参数辨识，包括以下步骤：选取P个不同频率点的相角和幅值匹配所述传递函数，以得到以下匹配后的模型：其中，ωn为第n个频率点的频率，n＝1,2,...,P，P≥10；根据匹配后的模型得到以下公式一：a2ω4|G(jω)|2+(2ac‑b2)ω2|G(jω)|2+c2|G(jω)|2＝1将所述公式一转化为矩阵后，通过最小二乘法确定所述传递函数的各阶系数和滞后常数。5.根据权利要求3所述的电加热蒸汽锅炉系统的控制方法，其特征在于，根据所述耦合系统的传递函数得到第一解耦器的传递函数和第二解耦器的传递函数，包括：2CN114704822A权利要求书2/3页根据所述第一传递函数和所述第二传递函数确定所述第一解耦器的传递函数，并根据所述第三传递函数和所述第四传递函数确定所述第二解耦器的传递函数，其中，所述第一解耦器的传递函数和所述第二解耦器传递函数为：其中，D12(s)为所述第一解耦器的传递函数，D21(s)为所述第二解耦器的传递函数，G1(s)为所述