基于单神经元自适应控制器的IGCC电站气化炉控制

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1、《工业控制计算机}2009年22卷第6期51基于单神经元自适应控制器的IGCC电站气化炉控制AdaptivePIDControlforIGCCGasifierBasedonSingleNeuron王冬晓吕剑虹向文国吴科郭颖(东南大学能源与环境学院信息技术与自动化系，江苏南京210096)摘要在分析IGCC电站中气化炉的工作特性与气化炉控制系统基本结构的基础上，对气化炉控制系统进行了设计。运用单神经元自适应控制方法，采用改进的有监督的Hebb学习规则在线完成控制器参数的自整定，从而实现系统的智能控制。

2、仿真结果表明，与常规PID控制方法相比，该方法具有控制精度高、响应速度快的优点，并且具备较强的自适应性和鲁棒性。关键词：整体煤气化联合循环(IGCC)，气化炉，单神经元，改进的Hebb学习规则AbsttactBasedontheanalysisofworkingcharacteristicsandthecontrolsystemoftheIGCCgasifier，anadaptivePIDcontrolerusingsingleneuronisused．Theself-learningmethodi

3、sanimprovedSupervisedHebblearningmethodthatcanrevisethePIDparametersonline．Itisvalidatedbysimulationthattheadaptivecontrollerisofhigheraccuracy，fasterresponse，strongerseIf—adaptab⋯tyandrobustnessthannormalPIDcontroller．Keywords：lntegratedGasifierCombin

4、edCycle(IGCC)，gasifier，singleneuron，improvedHebblearningmethod整体煤气化联合循环(IntegratedGasifiedCombined的调节过程直接影响表’Shell气化炉温度、煤气热值传递函数Cycle，IGCC)作为一种高效的清洁燃煤发电技术正日益受到重着整个IGCC电站负视，已成为国内外的一个研究热点，我国也已经将lGCC技术的荷的调整过程，因此究列入国家高技术研究发展计划(863计划)，在“十一五”期问产气量的调节应该通将完成多个

5、示范工程。在IGCC电站中，负荷的不断变化会导致过IGCC电站的负荷气化炉工况的不断变化，为了避免这些变化给气化炉正常运行控制系统来实现。和lGCC电站中其它的部件带来危害，并保证气化炉在最佳的1l2气化炉控制系统工作条件下运行，必须对气化炉进行控制。的方案选择本文以Shell气化炉为对象，运用单神经元自适应控制方文献[3]对Shell法，采用改进的有监督的Hebb学习规则在线完成控制器参数气化炉进行了机理模的自整定，从而实现系统的智能控制。型的建立，得到了1气化炉控制系统的控制结构Shell气化炉

6、主要的动任何控制系统在设计前，都要对受控对象需要进行控制的态响应过程，并对其参数，控制目标进行研究，进而设计控制系统结构。对于气化炉传递函数进行了整理，如表1所示。本身来讲，有两个主要控制目标：气化炉温度和煤气热值。进一由表1可见，氧气量和煤量对气化炉温度和煤气热值的动步，为了更加合理地对气化炉控制系统进行设计，必须从整个态影响基本上呈相反的趋势，因此，当IGCC的电站负荷控制系IGCC电站的调控角度结合气化炉本身的动态特性两个方面进统在对气化炉的负荷进行调整时，如果保持气化炉输入量之间行研究。的配

7、比关系，则气化炉的温度和煤气热值受到的影响将会很小。1．1气化炉控制目标为了保证气化炉的输入量之间保持一定的比例，电站负荷控制在气化炉中，煤的气化要经历很多复杂的化学反应，这些化系统选用氧气量作为测量基准对另外的输入量进行调节。气化学反应都有自己特定的化学反应温度，必须将气化炉的温度控炉控制系统，如图1所示。制在一定的范围内。同时，温度是煤气化后得到煤气成分的决定电站负荷控制系统选用氧气量作为测量基准对煤量和水蒸性因素，而煤气成分则决定了煤气的品质。从以上两点不难看出汽量进行调节，以调节气化炉煤气量

8、；气化炉本身的控制系统则温度控制对于煤气化过程的重要性。另外，为了保证电站的功率在此基础上，通过调整水蒸气量对气化炉温度进行调节；通过改以及效率，保证常规联合循环部分所使用的煤气品质，必须对气变煤量，调节煤气热值。化后产生的煤气热值进行控制。2气化炉系统的单神经元自适应控制同时，煤气是气化系统和常规联合循环部分之间的唯一联2．1单神经元的结构与学习规则系，也是IGCC电站输出功率的物质和能量来源，气化炉所产生神经元作为构成神经网络的基本单位，也具有自学习和自的煤气流量