[發明專利]一種基于火電廠AGC優化的煤量尋優預測控制方法

在審

• 申請號: 202011208731.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112286057A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 辛曉鋼;張國斌;郭瑞君;黨少佳;秦成果;張謙;杜榮華;霍紅巖;周磊;趙煒;于海存
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;F23N1/00
• 代理公司: 北京天江律師事務所 11537
• 代理人: 任崇

本發明公開了一種基于火電廠AGC優化的煤量尋優預測控制方法，包括在AGC和CCS控制系統中的鍋爐主控采用前饋加PID的控制策略，并且，為提高鍋爐的響應速度和控制精度，還增加了一項智能前饋，設計煤量預測環節、規劃目標函數，通過電廠DCS組態編程，實現參數自動尋優，當負荷指令變化時，負荷從當前指令向目標指令變化時，前饋作用立刻向鍋爐中投入大量燃料，投入的燃料量與投入時間與目標負荷與實際負荷指令偏差的大小、主汽壓力目標值與主汽壓力偏差大小、以及復位“F”觸發有關，從而實現對機組鍋爐主控控制。本發明可實現前饋自適應，減少人為調整工作，又能提高主蒸汽壓力的調節品質，進而提升CCS和AGC的調節品質。

技術領域

本發明涉及一種預測控制方法，屬于火電廠熱控自動化領域，尤其涉及一種基于火電廠AGC優化的煤量尋優預測控制方法。

背景技術

火電機組AGC技術指標一直是火電廠自動控制水平的重要體現，是電網對電廠考核的重要指標之一，提高AGC控制品質是新能源大量并網后維持電網穩定的重要手段。機組CCS(協調控制系統)是AGC的基礎；由于火電機組鍋爐具有大慣性和滯后，因此如何提高機組CCS和AGC技術指標也是熱控技術的最大難題之一；隨著AGC考慮力度的不斷加強，各廠對AGC優化工作投入了大量的人力、物力，以期對AGC指標進行改善，并降低電網對電廠AGC的考核。在優化過程中，技術人員嘗試應用了多種現代控制理論等方法進行優化，并取得了較好的控制效果。

項目通過總結現場經驗，設計了目標優化函數，設計并實現了一種基于分散控制系統(DCS)的自動尋優控制方法。將控制策略引入到CCS煤量前饋當中，并在DCS中組態，實現了自動尋優復位功能和煤量預測功能，將自動控制系統專家的思想引入到現場DCS當中，減少了人員調整控制參數的工作量，同時有效提高了AGC控制品質，在變負荷過程中，主汽壓力能夠快速穩定，提高了鍋爐的安全性。

現代控制理論，如預測控制理論、遺傳算法、神經網絡、模糊控制等控制策略控制算法較成熟，但也具有需要建立精確的數學模型、在線運算量大、現場不易實現等特點。基于自動煤量尋優預測前饋的控制策略，雖然不如現代控制理論深奧，但也具有不用建立精確的數學模型、在線運算量小、在現場易于實現等優點，便于推廣和應用。

現在人工智能(AI)技術盛行，基于自動煤量尋優預測前饋的控制策略可代替專家進行運算，在一定意義也可稱為人工智能的一種。但該方法在DCS中的應用是一種嘗試，在很多方面還不完備，仍需要努力完善。

發明內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發明提供了一種基于火電廠AGC 優化的煤量尋優預測控制方法。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于火電廠AGC 優化的煤量尋優預測控制方法，包括在AGC和CCS控制系統中的鍋爐主控采用前饋加PID的控制策略，并且，為提高鍋爐的響應速度和控制精度，還增加了一項智能前饋，設計煤量預測環節、規劃目標函數，通過電廠DCS組態編程，實現參數自動尋優，這樣即可實現前饋自適應，減少人為調整工作，又能提高主蒸汽壓力的調節品質，進而提升CCS和AGC的調節品質，其智能前饋采用多項前饋累加形成鍋爐主控總前饋，并設計了預測煤量前饋G1，預測煤量G1是通過目標負荷(AGC指令)與實際負荷指令(目標負荷通過速率限制后的指令)之間的偏差，通過預設函數得到的增減負荷時相應煤量預測前饋，具體包括：

(1)目標負荷與實際負荷指令偏差大于1MW延遲2s且機組指令通過切換模塊切換，使機組指令“進行”，則前饋觸發開始起作用，同時判斷為機組處于“負荷指令增加”狀態；

(2)當目標負荷與實際負荷偏差小于1.2MW且主汽壓力指令與目標值偏差小于一定值(復位尋優+)時，復位前饋量并消除“負荷指令增加”狀態；

(3)當主汽壓力目標值與主汽壓力偏差小于一定值-0.3Mpa時，立刻復位前饋，以保證主汽壓力超調量不會太大；