[發(fā)明專利]一種基于混合智能優(yōu)化算法的火力發(fā)電鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210332195.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114673982A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許治順;龍建榮;韓洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶華天工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F22B35/18
• 分類號(hào): F22B35/18;G06N3/04
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發(fā)明公開(kāi)一種基于混合智能優(yōu)化算法的火力發(fā)電鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)包括：鍋爐主汽溫串級(jí)控制系統(tǒng)以及RBF?混合優(yōu)化算法控制器作為主汽溫控制的主調(diào)節(jié)器。所述的鍋爐主汽溫串級(jí)控制系統(tǒng)將導(dǎo)前區(qū)汽溫PID控制器作為副調(diào)節(jié)器，用于主汽溫的粗調(diào)和對(duì)產(chǎn)生的干擾進(jìn)行快速響應(yīng)；所述的RBF?混合優(yōu)化算法控制器由RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鍋爐主汽溫辨識(shí)模型與混合優(yōu)化算法組合構(gòu)成。對(duì)主汽溫進(jìn)行細(xì)調(diào)，能快速消除主蒸汽溫度強(qiáng)滯后性、大慣性等特性對(duì)系統(tǒng)的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火力發(fā)電鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)電鍋爐的過(guò)熱器是在高溫高壓下的環(huán)境運(yùn)行的，其出口的過(guò)熱蒸汽溫度是鍋爐運(yùn)行的主要參數(shù)之一，對(duì)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重大影響。主汽溫過(guò)高會(huì)使機(jī)組的運(yùn)行安全性降低。主汽溫過(guò)低則會(huì)降低機(jī)組的熱效率，經(jīng)濟(jì)性得不到保障。同時(shí)，主汽溫偏低會(huì)使蒸汽含水量增加，從而縮短汽輪機(jī)使用壽命。因此，必須嚴(yán)格控制鍋爐主蒸汽溫度在給定數(shù)值范圍內(nèi)。

目前火電機(jī)組主汽溫度控制系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)的PID串級(jí)控制，這種控制方案雖然現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試簡(jiǎn)單，但是不能適應(yīng)主汽溫度控制系統(tǒng)的變參數(shù)、大慣性、大時(shí)滯的特性，這導(dǎo)致主汽溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)普遍存在負(fù)荷平穩(wěn)時(shí)自動(dòng)控制品質(zhì)良好，但在負(fù)荷變化、啟/停磨煤機(jī)等過(guò)程中，主汽溫度波動(dòng)大，甚至自動(dòng)不能投入，導(dǎo)致運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度增加，機(jī)組出力和安全經(jīng)濟(jì)性降低。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于主汽溫的控制無(wú)法較好的兼顧鍋爐主汽溫度控制與其在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用的問(wèn)題，為了解決上述生產(chǎn)技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種發(fā)電鍋爐主汽溫控制方法，該方法適用于DCS系統(tǒng)，能減輕現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，并使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決發(fā)電鍋爐主汽溫控制技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種控制結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、控制效果穩(wěn)定、安全性較高的發(fā)電鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種能夠有效控制發(fā)電鍋爐主汽溫控制系統(tǒng)，包括：鍋爐主汽溫串級(jí)控制系統(tǒng)；

所述的鍋爐主汽溫串級(jí)控制系統(tǒng)將導(dǎo)前區(qū)汽溫PID控制器作為副調(diào)節(jié)器，用于主汽溫的粗調(diào)和對(duì)產(chǎn)生的干擾進(jìn)行快速響應(yīng)；以RBF-混合優(yōu)化算法控制器作為主汽溫控制的主調(diào)節(jié)器，對(duì)主汽溫進(jìn)行細(xì)調(diào)；

所述的RBF-混合優(yōu)化算法控制器，由RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鍋爐主汽溫辨識(shí)模型與混合優(yōu)化算法組合構(gòu)成。

其中，所述的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鍋爐主汽溫辨識(shí)模型，以燃料量、煙氣含氧量、主蒸汽流量、一級(jí)減溫水流量、二級(jí)減溫水流量作為輸入變量，其中控制變量減溫水流量，擾動(dòng)變量為主蒸汽流量、燃料量、煙氣含氧量；網(wǎng)絡(luò)輸出參數(shù)為主蒸汽溫度；

其中，

主汽溫目標(biāo)函數(shù)如式(1)所示。

x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}

式中，Q為主目標(biāo)函數(shù)，M_p、M_pb分別為實(shí)際超調(diào)量與期望超調(diào)量大小，分別為曲線衰減率與衰減率最小值，t_r、t_max分別為上升時(shí)間及上升時(shí)間最大值。x為系統(tǒng)輸入，x₁,x₂,x₃,x₄,x₅分別為燃料量、主蒸汽流量、一級(jí)減溫水流量、二級(jí)減溫水流量以及煙氣含氧量，y(x)為主蒸汽溫度，由RBF網(wǎng)絡(luò)模型輸出。

進(jìn)一步的，所述的混合優(yōu)化算法為：先采用模擬退火算法計(jì)算，如果同一溫度的多個(gè)不同最優(yōu)值之間的差值小于某一設(shè)定值，那么結(jié)束模擬退火算法轉(zhuǎn)換為最小二乘法，并將該多個(gè)不同最優(yōu)值作為最小二乘法算法的初值代入。