基于电厂中主蒸汽温度控制系统的改善研究

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1、基于电厂中主蒸汽温度控制系统的改善研究李志宏武侠（北方联合电力丰镇发电厂内蒙古丰镇市012100）摘要：随着社会的不断进步与发展，人们对电力的需求也越来越大，对其使用的质量和安全要求也越来越高。其中，主蒸汽温度是火电厂锅炉运行中检测和控制的主要参数，直接影响到发电的经济型和安全性。传统的火电厂主蒸汽温度控制系统大多釆用常规的PID串级控制策略。关键词：主蒸汽温度；自调整模糊PID控制；专家变参数PID控制.1八—刖g:主蒸汽系统伍括从锅炉过热器出UI联箱至汽轮机进U主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统

2、。主蒸汽温度变化的影响因素比较复杂，传统的火电厂主蒸汽温度控制系统大多采用常规的PID串级控制策略。木文就其主蒸汽控制系统的改善进行论述。一、主蒸汽控制系统改善基于模糊控制和专家控制的主蒸汽温度串级PID控制，采用自调整模糊控制的输出作为副PID调节器的前馈信号，当主蒸汽温度实际值与设定值偏差较大时，根据偏差大小以及偏差变化率的大小，自调整副调PID控制将迅速增大或者减小减温水调节阀的开度来抑制主蒸汽温度的大幅波动，保证控制系统响应的快速性;串级主PID调节器采用专家变参数控制，当主蒸汽温度偏差不太大时，根据主蒸汽温度的偏差和偏差的变化

3、方向来自动调整PID的参数，以保证较好的控制精度及稳定性。二、自调整模糊PID控制1）模糊集和论域的确定。主蒸汽温度自动控制系统采用偏差e和偏差的变化率ec作为系统的输入量，选择控制量的变化为输出量的二维模糊控制器。模糊控制器的输入量是主蒸汽温度与设定温度之差（即偏差e）和偏差的变化率ec。在不同工况下，偏差e和偏差变化率ec的作用程度是不同的，引入一个加权因子a来区分两者的不同作用程度，输出量是减温水调节阀门开度u。在主蒸汽温度自动控制系统中，偏差e所对应的论域为E变化率ec所对应的论域为Ec,输出量u所对应的论域为U,将它们都分为7

4、档：负大（NB）、负中（NM）、负小（NS）、零（Z0）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PB），与此对应的量化论域均为［―9，一6，一3,0，+3，+6，+9】。2）自调整模糊控制规则。模糊控制器的控制性能除了与比例因子、量化因子有关外，主要还受控制规则的影响。利用语言归纳手动控制策略的过程，就是建立模糊控制器的控制规则的过程。自调整模糊控制采用如下解析表达式：u=—int{a×e+1—a×ec}o式中a为加权因子，采用下式计算：a=1—aO/k）6×

5、i

6、+a0，苏中，1为［—9，一6，一3，0

7、，+3,+6,+9］,0

8、，当偏差较小吋自动降低PID的比例作用和积分作用，使得系统较快达到稳态。对于变参数PID控制，需要依据控制专家的经验知识和经验数据来确定PID参数的分段情况和各段参数。根据误差以及其变化率，分段线性式变参数PID控制可分为以下3种情况：（1）当M1≤

9、e

10、

11、e

12、≥M2,并He&timeS;ec〉0吋，说明系统误差的绝对值很大，并且误差在朝误

13、差绝对值增大方向变化。此时，需冋吋加强PID的比例作用和积分作用，即需要增大比例系数Kp，减小积分时间常数Ki,以达到迅速调整误差，使误差绝对值以最大速度减小，避免出现很大的超调。（3）在其他情况时，PID参数取初始值，即当

14、e

15、

16、间的初始值。专家变参数PID控制在不同阶段采用不同的控制参数：在偏差初始形成阶段，即

17、e

18、从零增人到M1的过程，M1的值需要根据实际调节情况确定，这里取M1=3,在该范围内误差较小，不需要改变PID的初始调