火电厂过程控制系统仿真建模研究

《火电厂过程控制系统仿真建模研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、北京交通大学硕士学位论文火电厂过程控制系统仿真建模研究姓名：王京茹申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：李平康20060301北京交通大学硕卜研究生学位论文中文摘要摘要自动发电控制(AGC：AutomaticGenerationContro])是现代电嗍控制的一项基本和重要功能，是建立在电网调度自动化能量管理系统(EMS)与发电机组协调控制系统(ccs)问闭环控制的一种先进的技术手段。当前，电力市场的竞争愈演愈烈，电网为了自身的安全和经济效益，对火电厂单元机组提出了一系列严格的调频和调峰的范围和速度的

2、要求，竞价上网的市场原则迫使火电厂必须最大限度地挖掘机组潜

3、．JJ，提高效率，减少人员，降低成本，这就要求电厂实现自动发电控制(AGC)。本文主要以火电机组的自动发电控制系统为例，研究借助Matlab软件采用先进辨识算法及模糊控制方法对协调控制系统(CCS)和自动发电控制(AGC)系统进行建模、仿真及其优化。传统的物理模型参数都是依据设备的额定参数计算得到的，但是随着机组的运行，无论是机组性能还是设备参数都会有所改变，致使模型与实际过程误差很大。针对该问题，文中提出了一种机理建模与基于数据的建模(系统辨识)相

4、结合的建模方法，并利用主元素分析法对庞大的火电厂DCS系统实时数据进行降维处理，找出影响控制过程的关键数据，结合物理机理简化模型，从而在不影响辨识精度的同时，降低建模难度。由于火电厂控制系统十分复杂，存在大最迟延、非线性、耦台等因素，经典的辨t蛙方法无法对其进行辨识。因此，本文研究引入对模型描述不敏感的、具有随机搜索特性的遗传算法辨识模型参数。确定遗传算法辨识精度的重要阂素之一是适应度函数的选取，本文采用不同的适应度函数辨识同一待辨识模型，找山合适的适麻度函数，以提高辨识精度。由1二遗传算法存在过早收敛(早熟

5、)的缺点，容易使辨识结果陷入局部照优解。这与初始种群的选取有很大关系；同时，初始种群的确定对搜索速度和运算结果精度都有很大影响，因此本文提出一种搜索空问分割法求取初始种群：并针对控制系统模型自身的特点，提出采用子空间辨谚{的运算结果做为遗传算法初始种群，以提高迭代速度和辨识精度。仿真模型建立后，以日立HIACS一5000DCS系统为例，结合电厂+SAMA图，研究对电』。的控制系统进行Simulink仿真，从而建立一种模型与控制系统相结合的综合仿真模型，使基于Matlab的电厂全仿真模型的建立成为可能。针对AG

6、C系统使用的PI控制器参数调节困难、鲁棒性差、很难得到系统最佳参数等缺点，本文研究采用模糊PID控制器代替原来的经典PID控制器．使PID参数在运行过程中经过逻辑运算自行调节，达到更好的控制效果，同时研究了模糊控制器参数对系统性能的影响。综上所述，本文的建模、仿真、辨谚{发优化研究，无论是对电厂设备的设计、运行、改造，还足对控制系统的组态、性能评价、参数调节，先进控制方法、辨识算法的引入，以及电厂人员的培训、操作都将起到指导作用，将其应用于实际生产过程，必将能缩短开发周期、降低运行成本、节省人力物力，大大提高

7、经济效益。关键字：自动发电控制(AGC)，协调控制系统(CCS)，遗传算法(GA)。建模，辨弘{，模糊控制北京交通大学硕士研究生学位论文英文摘要AbstractAutomaticGenerationControl(AGC)isabasicandimportantfunctioninmodempowernetworkcontrolaswellasanadvancedmeansbetweenEMSandCCS．Forthesafetyandeconomicperformanceofpowernetwork，now

8、adays，lotsofrequirementsinaccuracyandspeedoffrequencymodulationandvariableloadhavebeenmentioned．ItisatendencyforelectricpowerplanttoimplementAGC．Inthispaperthemodeling，simulatingandoptimizingofCCSandAGCsystemsusingfuzzycontrolandotheradvancedalgorithmisintr

9、oduced,dealingwithanexampleofAGCsystemofthermalpowerplant．Matlabisusedtofulfillthese．Parametersintheclassicalmodelarecalculatedaccordingtothestandardparameterofthesedevices．Butduringoperation，theperfor