基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114660933A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210174970.8(22)申请日2022.02.24(71)申请人华能罗源发电有限责任公司地址350600福建省福州市罗源县碧里乡新澳村新澳97号(72)发明人杜武荣林松青李耀亮薛晓峰聂永坤李向东刘壹州梁晓斌徐中元徐俊庄淑熙潘喜良林兴铭詹新民戴海鹏黄学辉吴祥国(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206专利代理师许小莉(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法(57)摘要本发明公开一种基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法。本发明的控制系统采用串级双回路控制系统，主回路中采用基于模糊增益调度的预测控制器作为主控制器，主控制器的输入变量为回热优化温度，主控制器的输出为中间点温度；副回路中采用比例积分控制器作为副控制器，副控制器的输入量为主控制器输出的中间点温度和前馈温度，副控制器的输出为减温水阀门开度。本发明能有效提高回热优化控制系统适应大范围变工况的能力，减小动态偏差，优化回热优化系统控制品质。CN114660933ACN114660933A权利要求书1/2页1.一种基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统，其特征在于，所述的控制系统采用串级双回路控制系统，主回路中采用基于模糊增益调度的预测控制器作为主控制器，主控制器的输入变量为回热优化温度，主控制器的输出为中间点温度；副回路中采用比例积分控制器作为副控制器，副控制器的输入量为主控制器输出的中间点温度和前馈温度，副控制器的输出为减温水阀门开度。2.一种用上述基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统进行燃煤发电锅炉回热优化控制的方法，其特征在于，该方法为：根据现场试验数据分别建立回热优化系统在30％、50％、70％、85％和100％负荷工况点下的离线模型，引入模糊规则对模型参数进行在线修正，基于预测控制算法通过滚动优化不断修正控制律。3.根据权利要求2所述的燃煤发电锅炉回热优化控制的方法，其特征在于，所述根据现场试验数据建立回热优化系统的离线模型，具体表示为：其中，u为系统的输入变量矩阵，x为系统的状态变量矩阵，y为系统的输出变量矩阵，k表示当前时刻，A、B和C表示系统矩阵。4.根据权利要求2所述的燃煤发电锅炉回热优化控制的方法，其特征在于，所述述模糊规则是形如IF‑THEN的关联推理规则，根据前提条件推理模糊规则后件参数，再通过隶属度函数在线修正模型参数，模糊规则具体表示为：其中，δ为调度变量，z为模糊规则数。5.根据权利要求4所述的燃煤发电锅炉回热优化控制的方法，其特征在于，通过隶属度函数在线修正模型参数具体表示为：其中，μi为隶属度。6.根据权利要求2所述的燃煤发电锅炉回热优化控制的方法，其特征在于，所述预测控制算法采用的是基于预测模型的输出方程对协调系统的输出进行预测，利用卡尔曼滤波器对不可测的状态参数进行实时估算，采用性能指标求解最优控制增量Δu(k)，具体表示为：其中，J表示性能指标，T表示矩阵转置符号，Q表示误差加权系数矩阵，R表示控制增量变化量加权系数矩阵，S表示控制增量加权系数矩阵；2CN114660933A权利要求书2/2页通过最小化性能指标J，得出最优控制增量Δu(k)；取当前时刻的控制增量作用于被控对象，在下一时刻，重复以上步骤，以实现滚动优化。3CN114660933A说明书1/4页基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法技术领域[0001]本发明属于燃煤发电锅炉回热优化控制技术领域，具体涉及一种基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法。背景技术[0002]目前，火电机组燃煤锅炉回热优化控制系统采用基于常规PID的串级双回路控制策略，回热优化的自动控制存在汽温波动大、稳定性较差等问题。引起回热优化控制品质差的主要原因有两个，一是回热优化的被控对象即抽汽调门开度对回热优化的影响是一个大惯性、大滞后的过程，常规的串级回热优化控制系统过于简单，难以对大惯性大滞后被控对象进行有效控制；二是在机组的变负荷过程中，锅炉的给煤量和给水流量在动态过程中存在失配现象，导致超临界机组锅炉分离器入口蒸汽的过热度大幅度波动，从而引起锅炉回热优化的大幅度变化。因此，只有采用更加先进的控制策略才能对回热优化系统进行有效控制。发明内容[0003]本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种基于模糊自适应的燃煤发电锅炉回热优化控制系统及方法，提高回热优化控制系统适应大范围变工况的能力，减小动态偏差，优化回热优化系统控制品质。[0004]技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如