火电厂汽温调节的先进控制算法

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火电厂汽温调节的先进控制算法[ 原文出处：ELECTRICAL POWER & ENERGY SYSTEM.
作者：A.Sanchez-Lopez,G.Arroyo-Figueroa,A.Villavicencio-Ramirez,Instituto de Investigaciones Electricas,Division de Sistemas de Control,Reforma No.113,Colonia Palmira,Cuernavaca, Morelos62490,Mexico.]
摘要
 模型控制器（动态矩阵控制器）和智能控制器（模糊逻辑控制器）已经被设计并应用于300MW火电机组的蒸汽温度调节中。温度调节被认为是蒸发过程中至关重要的控制回路。动态矩阵控制器（DMC）和模糊控制器（FLC）都已经应用于调节过热蒸汽与再热蒸汽的温度。结果表明FLC控制器较之先进模型控制器（如DMC或者传统的PID控制器），有更优越的性能。其主要优势体现在减少超调量，并且能更精确地调节汽温。FLC控制器对有动态变化或大迟延的复杂非线性过程可以获得很好的效果。
关键词：火电厂；电厂控制；汽温调节；预测控制；模糊控制
 
1 引言
 当前的经济和环境因素严格要求火电厂低成本、高效率、高安全性地运行。另外，随着火电站使用年限的增加，将影响设备的可靠性和性能。这些因素增加了电厂控制系统运行的复杂性[1,2]。
 当前，计算机与信息技术被广泛应用于火电厂过程控制。分散控制系统（DCS）和信息管理系统（MIS）在电厂中起着重要的作用。DCS的主要功能是在预先设定的就地最佳水平上处理常规扰动和维持关键的过程参数。尽管取得了很大的成功，但由于古典的PID控制广泛应用于DCS，使得其对异常和非常规操作无能为力。当应用于包含未知的非线性和大时延的过程时，PID控制器显示出其恶劣的性能。这些问题的复杂性以及使用常规控制器时调整PID参数以消除变化的困难性，激发人们使用其它类型的控制器，比如模型控制器和智能控制器。
 本文提出了模型控制器（如动态矩阵控制器DMC）和基于模糊理论的智能控制器，作为控制策略应用于火电厂蒸汽温度的调节。温度调节被认为是蒸发过程中至关重要的控制回路。汽温的偏差必须保持在很小的变化范围内，以保证安全运行，提高效率和设备的使用寿命。此外，我们认为在各汽温控制回路中有许多交互作用。另外还有一个重要因素是时延。众所周知，时延使得汽温回路调整困难。这些问题的复杂性以及使用常规PID控制器的困难，激发人们去研究模型预测控制器（如DMC）或者智能控制技术（如模糊控制器FLC），用于有时延、非线性的控制系统[3,4]。