[發明專利]火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統及其控制方法有效
| 申請號： | 201811132414.4 | 申請日： | 2018-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN109253443B | 公開（公告）日： | 2020-09-29 |
| 發明（設計）人： | 馮旭剛;章家巖;高錦;吳宇平 | 申請（專利權）人： | 安徽工業大學 |
| 主分類號： | F22B35/00 | 分類號： | F22B35/00 |
| 代理公司： | 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241 | 代理人： | 李鵬 |
| 地址： | 243000 安徽省*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 火力發電 鍋爐 壓力 最優 控制系統 及其 控制 方法 | ||
本發明屬于鍋爐控制技術領域，具體為火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統及其控制方法，鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統的過熱蒸汽出口壓力檢測變送裝置對鍋爐的主汽壓力信號進行測量和記錄；測量出的信號傳遞給線性模型化處理器，根據具體的鍋爐的主汽壓力設置系統參數，把鍋爐的主汽壓力模型進行線性化，得到一定范圍內的主蒸汽壓力的線性化模型，進而得出最優控制輸入信號；將最優控制輸入信號傳遞給鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統，進行燃料流量和空氣流量控制器。本發明可以直接給過熱蒸汽出口壓力控制器輸出最優控制信號，能夠滿足控制系統穩定性和對目標曲線的準確跟蹤，保證了鍋爐的主蒸汽壓力控制系統根據需要控制壓力。
技術領域
本發明屬于鍋爐控制技術領域，具體為火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統及其控制方法。
背景技術
在鍋爐跟隨的汽包節機組負荷，汽輪機控制系統主要通過調節閥門開度來調節機組負荷，鍋爐控制系統則通過改變煤量來維持壓力。傳統的的主蒸汽壓力控制系統基本采用PID反饋加負荷指令前饋的調節方式。隨著鍋爐負荷的變化和其它干擾因素的影響，大型鍋爐的主蒸汽壓力動態特性具有很大的差異，由于固定參數的PID自動控制系統不能適應被控對象動態特性的大范圍的變化，造成大型鍋爐主蒸汽壓力的控制性能下降，甚至達不到控制指標的要求，從而直接影響鍋爐的穩定及經濟運行。
傳統的主蒸汽壓力控制系統采用PID反饋加負荷指令前饋的調節方式，但由于鍋爐側的大慣性及純延時性、機爐間的強耦合性和非線性，控制效果始終欠佳。
隨著鍋爐負荷的變化和其它干擾因素的影響，大型鍋爐的主蒸汽壓力動態特性具有很大的差異，由于固定參數的PID自動控制系統不能適應被控對象動態特性的大范圍的變化，造成大型鍋爐主蒸汽壓力的控制性能下降，甚至達不到控制指標的要求，從而直接影響鍋爐的穩定及經濟運行。
發明內容
針對上述技術問題，本發明提供一種火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統及其控制方法。具體技術方案為：
火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統，包括鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統、最優控制信號執行子系統、系統狀態更新子系統；
所述的鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統，包括過熱蒸汽出口壓力檢測變送裝置、過熱蒸汽出口壓力控制器和線性模型化處理器；
所述的最優控制信號執行子系統，包括最優控制輸入計算器、燃料流量控制器和空氣流量控制器；
所述的系統狀態更新子系統，包括狀態更新器；
所述的過熱蒸汽出口壓力檢測變送裝置的輸出端與過熱蒸汽出口壓力控制器輸入端連接，過熱蒸汽出口壓力控制器的輸出端與線性模型化處理器的輸入端相連接，線性模型化處理器的輸出端與最優控制輸入計算器的輸入端連接，最優控制輸入計算器的輸出端分別與燃料流量控制器、空氣流量控制器和狀態更新器連接。
火力發電鍋爐主汽壓力最優控制系統的控制方法，包括以下步驟：
鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統的過熱蒸汽出口壓力檢測變送裝置對鍋爐的主汽壓力信號進行測量和記錄；測量出的信號通過過熱蒸汽出口壓力控制器傳遞給線性模型化處理器，通過內置的仿真計算軟件，根據具體的鍋爐的主汽壓力設置系統參數，把鍋爐的主汽壓力模型進行線性化，得到一定范圍內的主蒸汽壓力的線性化模型，進而得出最優控制輸入信號；將最優控制輸入信號傳遞給鍋爐主汽壓力控制信號處理子系統，進行燃料流量和空氣流量控制器，實現主汽壓力的控制效果。
進一步的，最優控制輸入信號的獲得方法為：
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