基于cfb非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)，獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型；通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。通過對(duì)控制參數(shù)給予求逆，以達(dá)到線性化的效果，使得控制更為簡單，控制性能更好，采用燃料總量控制主蒸汽壓力和閥門開度控制發(fā)電機(jī)輸出功率的控制方式，能夠?qū)Υ刂品謩e進(jìn)行控制，使得控制效果更加好。
【專利說明】基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)組控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CFB (Circulating Fluidized Bed,循環(huán)流化床鍋爐)是潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一，因其良好的燃料適應(yīng)性展現(xiàn)出很大優(yōu)勢，在火力發(fā)電占主導(dǎo)地位的中國市場具有長遠(yuǎn)的發(fā)展意義。循環(huán)流化床系統(tǒng)為多輸入多輸出的熱力系統(tǒng)，并同時(shí)具有非線性、大慣性、強(qiáng)干擾等熱工控制對(duì)象的特點(diǎn)，又因其特有的流化床燃燒方式，與傳統(tǒng)煤粉爐具有很大不同，并且國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)較煤粉爐而言尚不成熟，在運(yùn)行手段、控制方式等方面都有待研究。因此研究循環(huán)流化床的控制具有很大意義。
[0003]一般的循環(huán)流化床鍋爐比普通鍋爐具有更多的輸入和輸出變量，耦合關(guān)系復(fù)雜，存在比較嚴(yán)重的非線性問題，使得控制循環(huán)流化床鍋爐的控制效果較差，往往不能滿足工作需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐控制過程中非線性現(xiàn)象嚴(yán)重，使得控制循環(huán)流化床鍋爐的控制效果較差的問題，提供一種控制效果較好的基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)。
[0005]一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法，包括步驟:
[0006]獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型；
[0007]通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
[0008]一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制系統(tǒng)，包括線性轉(zhuǎn)換單元、燃料總量控制單元和閥門開度控制單元；
[0009]所述線性轉(zhuǎn)換單元用于獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型；
[0010]所述燃料總量控制單元用于通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力；
[0011 ] 所述閥門開度控制單元通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
[0012]上述基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法和系統(tǒng)，獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型；通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。通過對(duì)控制參數(shù)給予求逆，以達(dá)到線性化的效果，使得控制更為簡單，控制性能更好，采用燃料總量控制主蒸汽壓力和閥門開度控制發(fā)電機(jī)輸出功率的控制方式，能夠?qū)Υ刂品謩e進(jìn)行控制，使得控制效果更加好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法其中一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；
[0014]圖2為300MW循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為300MW循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型分散非線性控制結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4為基于CFB非線性模型的分散非線性控制系統(tǒng)其中一個(gè)實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法，包括步驟:
[0018]步驟S110，獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型；
[0019]步驟S120，通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
[0020]在本實(shí)施例中，循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)可以是預(yù)先根據(jù)所需控制的設(shè)備建立的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，所述非線性映射關(guān)系可以是總?cè)剂狭康藉仩t蒸汽流量的映射關(guān)系、主蒸汽壓力差到鍋爐產(chǎn)汽量的映射關(guān)系、汽機(jī)調(diào)門開度到流量校正系數(shù)的映射關(guān)系、主汽壓力到汽機(jī)進(jìn)汽量的映射關(guān)系、汽機(jī)進(jìn)汽量到調(diào)節(jié)級(jí)壓力的映射關(guān)系和調(diào)節(jié)級(jí)壓力到實(shí)發(fā)電功率的映射關(guān)系等等。通過對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，使得所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型，從而達(dá)到非線性轉(zhuǎn)化為線性的效果?？梢圆捎脙蓚€(gè)控制器分別控制不同的數(shù)據(jù)參量分別對(duì)待控制設(shè)備進(jìn)行控制，在本實(shí)施例中，通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
[0021]為了便于理解，現(xiàn)在以300MW等級(jí)的CFB非線性模型為例進(jìn)行300MWCFB非線性模型的分散非線性控制方法的進(jìn)一步說明。
[0022]可以預(yù)先對(duì)待控制的循環(huán)流化床機(jī)組進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，獲取如表I所示的300麗CFB模型非線性函數(shù)映射關(guān)系參數(shù)以及如表2所示的300MW CFB模型時(shí)間常數(shù)和系數(shù)進(jìn)一步確定如圖2所示的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型。
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法，其特征在于，包括步驟: 獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型； 通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力，通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法，其特征在于，在所述獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制器進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型的步驟之前，還包括步驟:預(yù)先獲取機(jī)組特性參數(shù)，根據(jù)所述機(jī)組特性參數(shù)建立循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CFB非線性模型的分散非線性控制方法，其特征在于，還包括步驟:獲取所述待控制設(shè)備的主蒸汽壓力初始值和發(fā)電機(jī)輸出功率初始值，調(diào)整控制參數(shù)縮小所述主蒸汽壓力和所述主蒸汽壓力初始值之間的差值以及所述發(fā)電機(jī)輸出功率和所述主蒸汽壓力初始值之間的差值。
4.一種基于CFB非線性模型的分散非線性控制系統(tǒng)，其特征在于，包括線性轉(zhuǎn)換單元、燃料總量控制單元和閥門開度控制單元； 所述線性轉(zhuǎn)換單元用于獲取預(yù)先建立的循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型的非線性映射關(guān)系的參數(shù)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行求逆處理，將所述循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型變換成循環(huán)流化床機(jī)組線性模型； 所述燃料總量控制單元通過控制燃料總量控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的主蒸汽壓力； 所述閥門開度控制單元通過控制閥門開度控制所述循環(huán)流化床機(jī)組線性模型輸出待控制設(shè)備的發(fā)電機(jī)輸出功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于CFB非線性模型的分散非線性控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述線性轉(zhuǎn)換單元連接的建模單元； 所述建模單元用于預(yù)先獲取機(jī)組特性參數(shù)，根據(jù)所述機(jī)組特性參數(shù)建立循環(huán)流化床機(jī)組非線性模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于CFB非線性模型的分散非線性控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括對(duì)比差值縮小單元； 所述對(duì)比差值縮小單元用于獲取所述待控制設(shè)備的主蒸汽壓力初始值和發(fā)電機(jī)輸出功率初始值，調(diào)整控制參數(shù)縮小所述主蒸汽壓力和所述主蒸汽壓力初始值之間的差值以及所述發(fā)電機(jī)輸出功率和所述主蒸汽壓力初始值之間的差值。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK103454918SQ201310330188
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】廖宏楷, 羅嘉, 陳華忠, 史玲玲, 鄭聞成 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院