主蒸汽温度系统控制策略
线性自抗扰控制在火电机组主蒸汽温度控制中的应用仿真
线性自抗扰控制在火电机组主蒸汽温度控制中的应用仿真打开文本图片集摘要：针对大容量火电机组的直流锅炉主蒸汽温度控制难度较大问题，研究了线性自抗扰控制技术（LADRC）对经典串级PID技术在温度控制特性上的提高。
首先介绍了大容量火电机组的直流锅炉温度控制特性及其机理模型，然后介绍了線性自抗扰控制技术的控制思想与原理，最后利用simulink工具进行模型搭建，对主蒸汽温度控制进行仿真实验。
仿真结果表明，相对经典串级PID技术而言，线性自抗扰控制技术具有更强的鲁棒性和抗干扰性能。
关键词：自抗扰技术；PID；主蒸汽温度控制；扩张状态观测器0引言大型火电机组均采用直流锅炉，锅炉提供的过热蒸汽进入汽轮机，并推动发电机进行发电。
锅炉出口处的蒸汽温度、压力、流量等特性决定了机组的安全性、发电量以及经济效益等特性。
其中600MW超临界机组的主蒸汽温度设定值一般为560°C，主温度过低会使得机组的热效率降低，由于主蒸汽设定温度接近过热器管道的钢结构的耐受温度，主蒸汽温度过高则会造成过热器管道爆管，对整个机组的安全运行构成威胁，因而控制锅炉出口处的过热蒸汽温度保持稳定具有极其重要的作用。
超（超）临界机组的锅炉为直流锅炉。
要保证主蒸汽温度的稳定，其汽温控制的基本措施是保持煤水比进行粗调，利用减温喷水进行细调[1]。
目前大部分电厂采用串级PID对主蒸汽温度进行控制，选取喷水口的蒸汽温度为导前量进行控制。
在内环中对喷水口处的蒸汽温度进行控制，在外环中对过热器出口处的蒸汽温度进行控制。
使用经典串级PID进行主蒸汽温度控制往往难以取得比较理想的控制效果，甚至影响机组自动发电控制（AGC）和锅炉运行的安全和稳定。
自抗扰控制（ActiveDisturbanceRejectionControl）是韩京清研究员于上个世纪八十年代末提出的一种新型控制技术，它是一种估计补偿不确定因素的控制技术[2]。
自抗扰控制技术在对控制对象进行控制时，不需要知道系统的数学模型，对非线性、大惯性、不确定时滞等复杂系统具有很好的控制效果[3]。
主蒸汽温度串级控制系统工艺流程图
主蒸汽温度串级控制系统工艺流程图下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。
本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。
关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。
先进控制技术在电厂主蒸汽温度过程控制中的应用
Ｖｏ＿ ５Ｎｏ ４ ｌ２ ．
Ａｕ ． ０ ６ ｇ ２ ０
河北 电力 技 术
ＨＥＢＥＩＥＵ１： （ＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ
第 ２ 卷 第４ ５ 期
２０ ０ ６年 ８ 月
先进控制 技术 在 电厂主蒸汽温度过程 控制 中的应用
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｖ ｎ ｅ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｉｕ ｐ ｔ ｆ ｉ ｏ ｃ Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｃ ｎ ｑ ｅ Ｔ ｉ ｉ Ｓ ｅ ｍ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｒ ｌ ｎ Ｍａｎ ｔ ａ Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｅ ｓ Ｃｏ ｔｏ
ｔｒ ｎｒｌｄｏ ｊ ｔ，ｍｅｎ ｈｌ，ｔｅｒｃｍｍｅ ｄ ｔ ｎ ｆ ｕｅｃ ｔ ｌ ｂｅ ｓ ａ ｗ ｉ ｈ ｅ ｏ ｏｅ ｃ ｅ ｏ ｎ ａｉ ｓｏ ｏ
ａｊｓ ｎ ｎ ｐｒｔ ｎｆｒ ｈ ｖｎ ｅ ｎｒｌｙ ｔ ｈ ｓ ｄｕ ｔ ｔ ｄｏ ｅａｉ ｅａ ａ ｃｄｃ ｔ ｓ ｍ ａ ｍｅ ａ ｏ ｏｔ ｄ ｏ ｏ ｓ ｅ
彭 钢
（ 河北 省 电力研 究院 ， 河北 石 家庄
摘 要 ： 过 对 某 机 组 的 主 蒸 汽 温 度 控 制 系 统 的 设 计 进 行 分 通
００ ２ ） ５０ １
机控制技术（ （ 日 Ｄ ） 益广泛的应用 ， 极大地促进了 应用非常规设计方法对电厂机组控制系统的重新设 计 和优化 。 目前 ， 了解 决 常 规机 组 控制 系统 应用 为 中存在的问题， 适应电网综合 自动化发展 提出的越 来越高的性能要求 ， 人们对电厂控制对象及其控制 方法进行了广泛深入的研究 ， 提出了许多新的、 先进 的控制策略和设计方法 ， 并在实际应用中取得了较
ｄｃｉｅｃ ｍｐ ｎ ｔ ｎ ｌｒｅｄ ｌｙ ｌｒ ｅｉｅｔ ￣ ｅｆａ ａ ｔｔ ｎ ｉｔ ｖ ｏ ｅ ｓ ｉ ａｇ ｅａ ￣ａ ｇ ｒｉ ｓ ｌ ｄ ｐ ａｉ ａ ｏ ｎ ａ ｏ
1000MW二次再热火电机组主蒸汽温度控制策略及工程应用
术 ．过 热 器 系 统 主 受 热 按 揍 汽 流 … 分 为 线 ，
流速 等 、住 【 人 Ｊ 外 扰 动 下 ，主 蒸 ｝ ， （ 温 度 的 控 制 呈现 人滞 后 、非 线 、慢 速 反心 等特 一 ，足 典 的 多 容 分 布参 数 受控 对象１ ３ 】 ．
口ｆ ｍ 对 超 超 临 界 机 组 过 热 汽 温 的 控 制 大 多 采
摘
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炉 特 性 ． 分 析 ｒ过 热
【 １ ｉ ： 焦 汽 度 的 变 化 机 理 ， 提 了基 于 改 进 型 Ｓ ｍｉ ｔ ｈ预 估 补 偿 器 实 观 的 喷 水 减 瀣 控
度 和
１ 过热器 喷水减 温控制方案
１ ． １ 过 热 器 布 置
重 要 ． 但 是 其 被 控 过 程 受 到 多 种 素 的 Ｉ 扰 ， 如 煤 质 改 变 、运 行 丁 况 、流 绛 』 Ｊ 【 Ｉ 热 的 州
察州电厂二期 ｒ 塔』 炉 果川 二 次 ｌ Ｉ ｆ 热 技
收 稿 日期 ：２ ０ｌ ７ — ０ ３ — ２ Ｏ 基金项 目： 作者简介 ： 咏 科 技 支 撑 汁 划项 ｆ ＿ 】 （ ２ ０ｌ ２ ＢＡＡｌ ２ Ｂ ０ ０）
住 低 温 过 热 进 Ｕ 及 低 温 过 热 干 Ｉ ｌ 『 、 过 热 之
间 ．生蒸 汽 温 度在 以煤 、水 比例控 制 础 采． Ｌ ｝ ｊ 两 级喷 水 减温 做 精 准 州 １ （ ２为 Ｓ ｍｉ ｔ ｌ １ 颅 ｆ 占控 制 ，
即 低温 过 热 器 和 高温 过 热
基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究
第42卷第7期2013年7月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0NV01．42N o．7J ul．2013基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度[摘要][关键词] [中图分类号] [D O I编号]串级控制策略研究叶向前1，崔春雷2，易凤飞2，责彦军1．广东电网公司电力科学研究院，广东广州5100802．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072在常规PI D主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动．态矩阵预测(D M C)控制器构成D M C—PI D主蒸汽温度串级控制系统，以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出。
根据系统的阶跃响应建立了系统的D M C模型，设置了优化函数和预测参考轨迹，并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法，从而改善了预测控制的动态性能。
以某660M W机组为例，对D M C—PI D主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验，结果表明D M C—PI D主蒸汽温度串级控制系统较常规PI D主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性，且抗干扰能力强。
主蒸汽温度；串级控制；动态矩阵预测；D M C控制器；D M C-PI DT M621；TP273+．1[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)07—0050—06 10．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．07．050I m pr oved dynam i c m a t r i x pr edi ct i on bas e d cas cade cont r ol s t r at egy ofm ai n st ea m t e m per at ur eY E X i angqi anl，C U I C hunl ei2，Y I Fengf ei2，F A N G Y anj un2 1．E l ect r i c P ow er R es e ar ch I ns t i t ut e of G uangd ong P ow e r G r i d C or por at i on，G uangzhou510080，G ua ngd ong P r ovi nce，Chi na 2．S ch ool of P ow e r and M ec ha ni c al Engi ne e ri ng，W uhan U ni ve r si t y，W uhan430072，H ub e i P r ovi nce，Chi naA bst r a ct：To r eal i ze l ong t i m e out put pr edi ct i on f or m ai n s t ea m t em per at ur e cont r ol obj e ct w i t hl ar ge del ay under i m pr e ci se m at hem at i cal m odel，a m ai n s t eam t em per at ur e D M C—P I D c as c ade c o n—t rol s ys t em w i t h a dynam i c m at r i x pr edi c t i on cont r ol l e r(D M C)i n m as t er l oop of t he c onve nt i onal m ai n s t ea m t em per at ur e PI Dc as c ade s ys t em w a s c onst r uc t e d and pr e s ent ed．O n t he ba si s of sys—t em st ep r e sponse，t he syst em's D M C pr e di ct i ve m ode l w a s es t abl i s hed，and t he opt i m i z at i on f unc—t i on and pr edi c t i on r e f e r ence t raj ec t or y w a s se t．M or e ove r，a m odi f i ed m e t hod f or t he dynam i c m a—t ri x r eal—t i m e updat i ng and l a r ge del ay r evi s e w a s pr op os ed t o i m pr ove t he dynam i c per f or m ance of pr e di ct i ve cont r01．S i m ul at i on t e st on m ai n s t eam t em per at ur e D M C—P I D c as c ade cont r ol s ys t em of a660M W uni t r e vea l e d t ha t，c om par ed w i t h t he c onve nt i onal m ai n s t eam t em per at ur e PI D cas—c ade cont r ol syst e m，t hi s D M C—P I D s ys t em had bet t er st abi l i t y，speedabi l i t y，and st r onge r ant i—i n—t e r f er enc e capabi l i t y．K e y w or ds：m ai n s t eam t em pe r a t ur e；c as ca de cont r ol；D M C cont r ol l er；D M C—PID======================================作者简介：叶向前(1963)，男，福建建瓯人，工学硕士，工程师，从事发电厂热工自动化控制技术的研究。
基于内模控制 (IMC)的主汽温度控制系统设计
基于内模控制 (IMC)的主汽温度控制系统设计孙玥;张纲;郑艳秋;曾德良【摘要】主蒸汽温度和再热蒸汽温度直接影响火电厂的热效率和汽轮机等设备运行的安全性;传统 PID 控制器的控制规律简单,但是不能根据控制过程中的不确定性变化做出相应调整;当被控对象参数实时变化时,控制器参数不能做出实时调整,这样会导致过程的品质指标变坏;针对超超临界机组过热蒸汽温度和再热蒸汽温度,提出了一种基于内模控制 (Internal Model Con-trol,IMC)的PID控制策略,将PID控制、Smith预估控制、确定性及线性二次最优反馈控制和多种预测控制归纳于同一结构之下;以 1000 MW的电厂机组为对象开展了额定工况下和 80%额定负荷下的过热气温和再热气温的PID-IMC控制器设计.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)010【总页数】5页(P98-101,105)【关键词】内模控制;过热蒸汽温度;再热蒸汽温度;超超临界机组【作者】孙玥;张纲;郑艳秋;曾德良【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言随着超超临界机组效率的提高，煤耗降低、污染物排放量较少，因此超超临界机组的经济效益十分可观。
而过热蒸汽和再热蒸汽温度是1000 MW超超临界机组的两项重要指标，这两项指标直接影响着机组的安全性和经济性[1-5]。
过热蒸汽温度和再热蒸汽温度直接影响火电厂的热效率，以及过热器和再热器及其管道、汽轮机等设备安全运行。
无论是过热蒸汽、再热蒸汽温度过高还是温度过低对机组的运行都是不利的，严重超限的情况下，可能会造成电厂安全事故危机[6-9]。
目前国内外热电厂对过热器与再热器温度控制都使用闭环控制系统，PID控制规律简单且并不需要精确的控制对象模型，因此PID控制比较适合用于电厂大多数被控对象的控制。
Fuzzy自调整PID的Smith预估主汽温控制系统
Fuzzy自调整PI D的Sm i t h预估主汽温控制系统产品与应用王斌1李鹏2(1．河北省电力研究院，石家庄050021；2．河北兴泰发电有限公司，河北邢台054000)摘要针对火电厂锅炉主汽温系统的大滞后、大惯性，非线性等特点，设计了Fuz zy自调整P I D 参数的Sm i t h预估主汽温控制系统。
运用M a t l ab对系统在多种工况下进行了仿真，结果表明所设计的控制系统在控制品质，鲁棒性方面明显优于常规的Sm i t h预估控制系统。
关键词：主汽温系统；Fuzz y自调整PI D；模型不确定性；参数自整定；仿真M ai n St r eam T em per at ur e C ont r ol Sys t em s B as ed on Fuzzy Sel f-t uni ngPI D Sm i t h C ont r ol l er sW ang B i n7L i Pen92(1．H ebei E l ect r i c P ow e r R es ear ch Inst i t ut e，Shi j i azhuang050021；2．H e be i X i ngt ai P ow e r C o．，L t d．，X i ngt a i，H ebe i054000)A bs t r act I n or d er t O ove r co m e t he l a r ge del ay、t he gr ea t l ner t i a and nonl i ne ar of t he m ai n s t r eamt em per at u r e obj ect i n f oss i l f i r ed pow e r st a t i on，a c ont r ol s ys t em bas ed on Fuz zy Sel f-t uni ng P I D Sm i t hC ont r ol l er i s pr opos ed．T hr ough s i m ul at i on i n var i ous si t uat i ons us i ng M a t l ab，i t s ho w s t ha t t he cont rolqual i t y and r obust ness of t hi s c ont r ol s ys t em appar ent l y ar e s upe ri or t o gener al Sm i t h pre di c t i on c ont r ol sys t em．K ey w or ds=m a i l s t ream t em per at u r e s yst em；s el f-t uni ng PI D by f uz zy；m od el uncer t ai nt y；param et er s s el f-t uni ng；s i m ul at i on1引言结果表明，该控制器能达到较为满意的控制效果。
循环流化床锅炉主蒸汽温度控制策略优化
三
、
需 要完 成 的 任 务
,
一
、
工 程简 介
原 控制 策略 通 过实 际 应 用 存 在 调 节波 动 大 的现 象 中 温 过 热 器 ( 二 ) 经 常金 属壁 温 超 标 调 节 时常 出 现过 饱 和 积 分 现 象 中 温过 热器 ( 二 ) 和 高 温 过 热 器 之 间 存 在 藕 合 控 制 关 系 等 问 题 故本 次 控制 策 略优 化 主要 完 成 以 下 3 个 方 面 的任务 第 一 实 现 中 温过 热器金 属壁温 的 良好 控 制 解 决 过 热 器 壁温 超 温 问题 延 长过 热器金属管材 使 用 寿 命 其 次 实 现 双布 风 板循 环 流 化床锅 炉 各 级 过热 器 之 间减 温 水 自动解 藕控制 使 减 温 器 温 度控制更 准 确 最 后 解 决 一级 减 温 水控 制 温 度波 动大常 出现 超 调 的 问 题 解 决 自动控制 的过 饱 和 积 分 现 象
, , , , 。 一 一 一
循 环 流 化床锅 炉过热器 吊屏 管 排 多 高度高 换热 面 积 大 同时过 热器周边 温 度 极 高 过 热 汽 减 温 器喷水 流量 不 断变化 减 温水 电 动执 行机 构频 繁 动作 喷 水减 温 控 制 系 统 稳定运 行 受到挑 战 同 时 锅 炉 燃 烧工 况 随 机组 负荷一直 在 变化 炉 膛 内布置位置 不 同 的过 热器 之 间 吸 热量 不 同 对 各 级 过 热器 减 温 水 控制 要 求 不 同 原减 温 水 自动控 制 系 统 存 在 自动 跟 踪 不 佳 调 节精度低 过 饱 和 积 分 等 问题 无 法满 足 过 热 汽 控 制 要 求 导 致锅 炉 长 时间偏离 额定工况 运 行 使 过 热器管道 出现 涨粗 金 属 材质 老 化等情况 导 致锅 炉 泄 漏事 故 屡 次 发 生 因此 对 过 热 汽 喷水减 温 控制 的 优化势 在 必 行
模型参考自适应控制在主蒸汽温度控制中的应用
１ 引 言
在 火 电厂 中， 主蒸汽 温 度 是 表征 机 组 运行 工 况 的 重要参 数 之一 ， 系着 机 组 运 行 的安 全 性 和经 济 性 。 关 主蒸 汽温度过 高 ， 可能使 过 热 器 管道 和汽 轮机 高 压 缸 等设备 产生高 温变形 而被损 坏 ； 主蒸汽 温度过 低 ， 导 会 致机组 热效率 降低 ， 因此对 其要求 非常 严格 ， 一般要 求 主蒸汽 温度基 本上 维持 在 额定 值 附近 ， 额定 值 的 暂 与 时偏差 不超过 ± ０Ｃ。 目前 主要 的控 制策略有 单 回路 １￣ ＰＤ和 串级 ＰＤ控 制 。常 规 ＰＤ控 制 器 具 有 结 构 简 Ｉ Ｉ Ｉ 单 、 于实现 等 优 点 ， 火 电厂 汽 温 对 象 呈 明 显 的 多 易 但 容、 大迟 延 、 大惯性 和参数 时变性 ， 且处 于负 荷 、 燃烧 等 多种扰动中， 控制难度很大 ， 常规控制方案难 以取得好 的控制 效果 ｕ 。 Ｊ 针 对这一 问题 ， 少学 者 和 技术 人 员 开 展 了对 主 不 蒸汽温 度控制 的相关 研究 。该领 域 的研究热 点是将 预 测控制 、 糊 控 制 、 经 网 络 技 术 、 传 算 法 等 结 合 模 神 遗 ＰＤ控制 应用 于 主蒸 汽 温 度 的控 制 中 ， 改善 控 制 质 Ｉ 以 量 。本 文提 出将模 型参考 自适应 控制 应用 于火 电厂过 热蒸汽温 度 的控 制 。在 ＭＡ Ｌ Ｂ环境 下 ， 本 文给 出 ＴＡ 对
＜ 电气开关》（０ ０ Ｎ ． ） ２ １． ｏ４
７ ３
文章编 号 ：０ ４— ８ Ｘ（０ ０ ０ ０ ７ ０ １０ ２ ９ ２ １ ）４— ０ ３— ３
模型参考 自适 应控制在主蒸汽温度控制中的应用
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C 目录 ontent
1 工艺流程 2 控制原理 3 课程小结
1
工艺流程
工艺流程
工艺流程
2
控制原理
控制原理
• 主蒸汽温度控制系统由三级减温系统组成。 • 第三级控制主蒸汽温度的输出信号。 • 第一二级减温系统减温后蒸汽温度给定数值和
第三级的减温效果有关。 1.过热器三级减温控制 包括主汽温度设定和温度调节两个电路。 1）主蒸汽温度设定电路
设定值
自动/手动状态切换
被调量
控制原理
3. 过热器一级减温控制
位置：一过和二过之间
两条蒸汽管道，每个管道安装两个减温阀门
给定值：
对应的三过入口汽温为给定数值（采用两条管路测量 的平均数值）
四过出口温度与给定数值的偏差为修正数值（两条管 路上的偏差之和）
控制原理
给定值
被调量
修正数值
三过入口汽温 为给定数值
控制原理
手动状态，设定值选择四过出 口温度手动设定中的最小值
选择四过 出口温度 中最高值
选择四过 出口温度 中最低值
主汽温度速率设定
主汽温度设定
高压缸壁温
控制原理
2）减温控制系统 采用交叉布置，减温阀和对应的管 道不在同一直线上。
控制原理
• 串级调节系统
主调节器 副调节器
四过出口蒸汽温 度过低时切换
手动状态，两个减切手动
温阀门的平均值 由操作员设定 偏置调节
3
课程小结
课程小结
单回路调节 操作人员设定
锅炉燃烧跳闸工况
控制原理
控制原理
2.过热器二级减温控制
给定值：四过的入口温度为基础
四过出口温度和对应四过出口温度设定
数值之差为校正数值 被调量
四过出
一过 二过 三过
四过
口温度
一级减温 二级减温 三级减温
四过出口
温度设定 数值 四过入 口温度
控制原理
给定基础
校正数值 主调节器 副调节器