[发明专利]单元制发电机组的非线性协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于设备控制技术领域，特别涉及一种单元制发电机组的非线性协调控制方法。

背景技术

单元制发电机组出现半个多世纪以来，锅炉-汽轮机系统的协调运行一直是理论研究者和工程技术人员关注的焦点问题，机炉协调控制系统正是伴随着这样的关注应运而生并迅速发展的。

目前，协调控制系统已经被广泛地应用于各种类型的单元制机组，成为电站生产自动化系统中最为核心的组成部分。但是，由于锅炉系统和汽轮机系统在物理结构、工作原理和动态特性上存在显著差异(生产流程中的迟延、不确定性以及外界干扰主要集中在锅炉一侧)，机组在大范围变工况运行时又表现出典型的非线性特征，使得传统的协调控制系统在应用上面临诸多的制约因素。

为了确保锅炉侧能量输入与汽轮机侧能量输出在系统工况大范围变化时仍能保持动态平衡，维持机组在变工况条件下的平稳、高效运行，必须考虑锅炉-汽轮机单元的非线性协调控制问题。

经对现有技术文献的检索发现，葛友、李春文等人在《清华大学学报(自然科学版)》(2001年，第41卷，第7期，第125-128页)上发表的文章“反馈线性化方法在锅炉-汽轮机系统控制中的应用”中分别应用状态反馈线性化方法和输入/输出反馈线性化方法对某类型单元机组的协调控制系统进行设计，并通过仿真对两种方法的设计效果进行了比较，验证了反馈线性化方法解决单元机组非线性控制问题的有效性。但是，该研究存在两方面的问题：其一，文中没有给出明确的、可操作性强的控制器参数整定方法和步骤；其二，文中的研究对象是一台160MW燃油机组，而该类型的机组在我国极少采用(机组容量小、燃油成本高)，因此研究结论不具有普遍适用性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种单元制发电机组的非线性协调控制方法，该方法贴近实际、易于工程实现。

本发明的技术方案为：该方法针对单元机组被控对象中存在的非线性特性，选择代表机组非线性特征的重要过程参量，通过状态反馈及相关逆运算形成内回路，构造出一个虚拟的线性系统；所述内回路为非线性逆控制律和单元机组被控对象共同构成；

针对该虚拟线性系统，设计一个线性反馈控制外回路，用于保证整个协调控制系统的稳定性和动态性能提出非线性协调控制结构；所述外回路为二自由度I-P控制器和内回路共同构成。

具体实施步骤如下：

1)针对内回路中代表机组非线性特征的重要过程参量，列如下五个微分方程：

TeN·=-N+kePTμT---(1)]]>

CnP·T=ksPD-PT-kμPTμT---(2)]]>