[发明专利]变量幅值约束的超临界机组运行的控制方法及超临界机组

权利要求书

1.一种变量幅值约束的超临界机组运行的控制方法，其特征在于，包括：

确定燃煤发电厂的超临界机组运行的控制条件，以及为超临界机组运行控制设定目标函数，所述超临界机组运行的控制条件包括：控制变量和被控变量；其中，控制变量的数量大于1；所述超临界机组运行的控制条件还包括可测扰动；

为每种被控变量设置相应的幅值约束，以及为每种控制变量设置相应的幅值约束；

根据控制变量、被控变量和被控变量的约束条件，建立超临界机组控制机组的目标函数，根据超临界机组控制机组的目标函数计算当前时间各控制变量的增量值；将前一时刻的控制变量值与其增量值之和作为当前时间的控制变量值，且当前时间的控制变量值处于该种控制变量的幅值之内；

根据超临界机组当前时间的各控制变量的值运行该超临界机组；

所述超临界机组控制机组运行的控制变量包括：煤量、汽轮机调门开度和给水流量；所述超临界机组控制机组运行的被控变量包括：负荷、主蒸汽压力和中间点温度；

所述根据控制变量、被控变量和被控变量的约束条件，建立超临界机组控制机组的目标函数，包括：

根据开环的阶跃扰动实验，得到被控变量对控制变量的阶跃响应系数，通过矩阵表示被控变量对控制变量的阶跃响应系数；

并根据被控变量对控制变量的阶跃响应系数矩阵，确定目标函数的截断长度、预测时域和控制时域；其中，控制时域至少包括其中之一：负荷、主蒸汽压力和中间点温度；

所述当前时间为截断长度内某时刻；

所述根据超临界机组控制机组的目标函数计算当前时间的各控制变量所对应的增量值，包括：

设置目标函数在截断长度内某时刻的预测输出，通过预测输出表示在截断长度内该时刻各被控变量的预测值；

获取当前各被控变量的实际输出，求各被控变量的当前实际输出与各自截断长度某时刻所对应的预测值之差，将各差值称为对应被控变量的误差；

为各被控变量设置对应的误差校正系数，根据误差校正系数对被控变量的误差进行修正，得到修正误差；

将被控变量的预测值与相应的修正误差之和作为被控变量在截断长度内某时刻的初始预测值，所述初始预测值用于计算当前时间的各控制变量所对应的增量值；

根据各被控变量的初始预测值使用目标函数进行计算，得到当前时间的各控制变量所对应的增量值；

为每种控制变量的变化设置增量的幅值约束；

所述变量幅值约束的超临界机组运行的控制方法，还包括：

当某种被控变量的值超出其取值区间，通过计算所得到控制变量运行超临界机组，使得被控变量返回区间范围内，计算所得的控制变量满足相应的幅值约束，控制变量的增量满足相应的约束条件；

所述通过计算所得到控制变量运行超临界机组，使得被控变量返回区间范围内；包括：

通过求解变量的权重矩阵Q_α、Q_β设置被控变量超出区间范围后被拉回区间的速度；

当Q_α＜Q_β，表示被控变量低于区间下限值时的拉回速度大于超过区间上限值时的拉回速度；

当Q_α＞Q_β，表示被控变量低于区间下限时的拉回速度小于超过区间上限值时的拉回速度；

所述的变量幅值约束的超临界机组运行的控制方法，还包括：

对目标函数进行优化使目标函数最小，将目标函数的最小值表示为：

约束条件表示为：μX≤γ；

其中，

k表示k时刻；

ΔMV(k)是待求解的k时刻的控制变量增量；

α(k)、β(k)是待求解的k时刻的变量；

Q_α表示待求解变量α(k)的权重矩阵，表示该项在目标函数中所占权重；

Q_β表示待求解变量β(k)的权重矩阵，表示该项在目标函数中所占权重；

X^T表示X的转置矩阵；

SR^T表示SR的转置矩阵；

SR表示阶跃响应系数矩阵：其中，SR_ij表示第i个被控变量对第j个控制变量的阶跃响应系数的矩阵，下标i＝1,…,p；j＝1,…,m，m和p分别表示控制变量和被控变量的个数；

其中，R表示待求解变量ΔMV(k)的权重矩阵，表示该项在目标函数中所占权重；

Z＝CV_P0(k)+BΔDV(k)；其中，NE表示负荷，PT表示主蒸汽压力，WT表示中间点温度；负荷、主蒸汽压力和中间点温度均为被控变量；PH_i表示第i个被控变量的预测时域；

B表示可测扰动的阶跃响应系数矩阵，用于取可测扰动时，获取被控变量对可测扰动的阶跃响应系数，假设可测扰动的数量为n，则可测扰动的阶跃响应系数矩阵B表示为：B_pn表示第i个被控变量对第n个可测扰动的阶跃响应系数；

ΔDV(k)表示k时刻可测扰动的增量，ΔDV(k)等于k时刻的扰动减去上一时刻的扰动；将ΔDV(k)表示为：

T表示下三角矩阵，非零项均为1；I表示单位矩阵；

CV_min、CV_max分别表示被控变量的幅值约束的下限值、上限值；

ΔMV_max表示控制变量的增量约束上限值；

MV_min、MV_max分别表示控制变量的幅值约束的下限值、上限值；

ε_min、ε_max分别表示区间的下限值和上限值；

MV(k)表示k时刻的控制变量；

MV(k-1)表示k-1时刻的控制变量。