基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统研究.docx

基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统研究
基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统研究
摘要：随着环境保护意识的增强以及大气污染治理工作的加强，火电厂脱硝技术的研究和应用越来越受到关注。本文针对火电厂脱硝过程中存在的控制系统不稳定的问题，提出了一种基于前馈补偿的控制方案。通过研究前馈补偿算法和传统PID控制算法的优劣，设计了基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统，并进行了仿真实验验证，结果显示该控制系统能够有效提高脱硝效率和控制稳定性。
关键词：火电厂脱硝，控制系统，前馈补偿，PID控制，仿真实验
1.引言
火电厂作为我国最主要的能源供应方式之一，已经成为大气污染的重要源头，其中二氧化硫和氮氧化物等大气污染物排放量较大。脱硝技术是降低二氧化硫和氮氧化物排放的关键方法之一，控制脱硝过程的稳定性和效率对于保护环境具有重要意义。目前，火电厂脱硝控制系统主要采用PID控制算法，但其对于脱硝过程中存在的非线性和时变性的控制效果并不理想。
2.控制系统的前馈补偿
前馈补偿是一种通过提前预测系统的输入信号来抵消干扰的控制技术。在火电厂脱硝过程中，前馈补偿可以通过对燃料和空气流量等参数进行调整，以抵消非线性和时变性带来的干扰。前馈补偿算法一般分为模型基础和非模型基础两种，其中非模型基础算法具有较好的适应性和稳定性。
3.基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统设计
针对火电厂脱硝过程中的非线性和时变性问题，本文设计了基于前馈补偿的控制系统。该系统由前馈补偿模块和PID控制模块组成，前馈补偿模块通过传感器对脱硝过程中的氧浓度、温度等参数进行实时测量，然后通过反馈控制来调整燃料和空气流量等参数，从而实现对系统非线性的补偿；PID控制模块则通过传感器对系统输出进行实时测量，并与设定值进行比较，根据误差来调整控制量，以实现对系统稳定性的控制。
4.仿真实验与分析
为了验证基于前馈补偿的控制系统的有效性，本文进行了仿真实验。首先，利用MATLAB/Simulink建立了脱硝系统的数学模型，并对系统参数进行优化。然后，分别设计了基于前馈补偿和传统PID控制的实验方案，并进行了对比分析。仿真结果表明，基于前馈补偿的控制系统具有更好的脱硝效率和控制稳定性，能够实现对脱硝过程中非线性和时变性的有效补偿。
5.结论
本文提出了一种基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统，通过对脱硝过程中的非线性和时变性进行补偿，有效提高了脱硝效率和控制稳定性。仿真实验验证了该控制系统的有效性和可行性。未来的研究方向可以进一步优化前馈补偿算法，提高控制系统的性能。
参考文献：
[1]王晓川,张东风,罗静波.基于前馈补偿的火电厂脱硝控制算法研究[J].华中电力,2016(1):56-59.
[2]李建平,赵明阳,吴承志.基于前馈补偿的火电厂脱硝系统研究[J].电力工程技术,2018(4):96-100.
[3]张海洋,王明明.基于前馈补偿的火电厂脱硝控制优化方法研究[J].能源技术,2019(6):69-73.