过热汽温增益自适应Smith预估控制.pdf

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1、第22卷第1期电力系统及其自动化学报Vol_22NO．12010年2月ProceedingsoftheCSUEPSAFeb．2010过热汽温增益自适应Smith预估控制罗嘉，李锋，张红福，朱亚清(广东电网公司电力科学研究院，广州510600)一～一～一一撕一l～一～曩～一～一～一一一～删～一～～一～一～一试一栅～～岫一～一～～一摘要：过热蒸汽温度是机组运行过程中需要监控的重要参数，为解决实际中的过热汽温普遍存在着滞后、非线性等问题，利用实际工程中过热蒸汽系统阶跃响应特性的数据，采用最小二乘法建立了控制对像的数学模型，在串级双回路控制的基础上引入了增益自适应SMITH预估控制。实际投运时过热

2、汽温稳态偏差不超过2℃，负荷波动3oBMCR时动态偏差不超过4℃，结果表明，采用该控制策略具有较强的可实现性和较好的控制品质。关键词：过热汽温；参数辨识；最小二乘法；增益自适应；史密斯预估器中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：10038930(2010)01一O156—05GainAdaptiveSmithPredictionControlofSuperheatedSteamTemperatureLUOJia，LIFeng，ZHANGHong—fu，ZHUYa—qing(GuangdongPowerTestandResearchInstitute，Gangzhou510600，C

3、hina)过热蒸汽温度是电厂机组运行过程中需要监能稳定；(4)由于参数整定不当引起一、二级喷水视及控制的重要参数之一，它直接关系着机组能否量不匹配，使得喷水量内扰较大，造成主汽温在外安全稳定的运行。过热蒸汽温度一般可看作多容分扰较小时仍偏离设定值较大llj。因此，针对上述情布参数受控对象，其动态特性描述一般可用多容惯况设计的过热汽温控制系统，既要求对烟气侧扰动性环节来表示，该对象具有明显的滞后特性，因此及负荷波动等较大外扰具有足够快的校正速度，同对该对象的控制比较困难。原因主要有：(1)锅炉时又要求对减温水内扰有较强的抑制能力，从而使燃烧工况不稳定，烟气侧扰动频繁且扰动量较大，系统具有足够

4、的稳定性和良好的控制品质，并能保影响主蒸汽温度变化较快；(2)由于工艺特性决定证系统运行的安全性。目前，火电厂常规的过热汽各级过热器管道较长，造成主汽温对其控制输入温控制系统一般采用串级双回路调节系统，并引入——喷水减温器的减温水量变化反应较慢；(3)外负荷、给煤量等信号为前馈校正，但实际投运效果部扰动变化频繁且扰动量较大，致使主汽温长期不往往动态偏差较大，过渡过程时间长。一些智能控收稿日期：2009—10—23；修回日期：2009—11—24第1期罗嘉等：过热汽温增益自适应Smith预估控制·157·制的思想，如模糊控制等，虽然早些年都已经被引对于I组辨识数据，即t一丁，2，L，L丁，T

5、为采入到过热汽温控制中来l_2。但由于受到实现平台的样时间，所以式(6)构成线性方程组，即制约，目前智能控制的方法在现场应用的情况并不阳一J1+△(7)是很理想。实际应用还必须从DCS现有逻辑功能0一EKOKT](8)块出发，因此本文考虑将增益自适应Smith预估的2Ts—a一yEmT]]思想引入到过热汽温控制中来，并且取得了较好的a(m+1)Ts—a[(m+1)丁s]l控制效果。=l对象建模aLTs—a—yEI．Ts]J(9)1．1Smith预估控制AEmT]～Smith预估方案是针对大时滞问题提出的一A[(+1)T]种解决方法。Smith预估补偿方法的特点是预先估r=(10)计出过程在

6、基本扰动下的动态特性，然后由预估器AELTs]一进行补偿，能提前感知被控量的变化，并将其反馈一[mT]到控制器的输入端，使调节器提前动作，从而明显地减小超调量和加速调节过程。～[("2+1)Ts]：1．2最小二乘法建模过热汽温具有大迟延、非线性强、时变性的特一BELT]点，其精确的数学模型很难建立。克服大迟延通常式(9)～式(11)中，m为大于纯滞后时间的常数采用的Smith预估器也要求对象模型是一阶加纯(mTs≥。滞后的形式，因此本文对对象模型建模考虑基于最由式(7)可得到参数0的最小二乘估计为小二乘的一阶加纯滞后传递函数模型的直接辨识D=()。j1(12)方法一，即通过式(12)可以得

7、到较满意的辨识结果。G㈥=e1．3实际工程模型为建立过热汽温系统的数学模型，这里在某式中：K为过程稳态增益；T为过程时间常数；为125MW供热机组的DCS系统的历史数据库中选纯滞后时间，通常以S为单位。取了的几组数据，进行了离线建模。为实现Smith对式(1)所示的系统，假设在t一0时刻对零初预估控制这里采用一阶加纯滞后的模型用最小二始状态加人幅值为a的阶跃扰动输入“()，在t时乘法进行了建模。A侧过热器二级减温控制系统