[发明专利]一种基于模糊自适应的协调控制策略

说明书

本发明公开了一种基于模糊自适应的协调控制策略，包括：根据现场试验数据建立协调控制系统离线模型，引入模糊规则对模型参数进行在线修正，基于预测控制算法对协调控制系统进行优化控制。所述控制策略在一定程度上克服了机组大惯性、非线性和时变性给协调控制带来的困难，能有效保证机组在快速大范围变负荷时的控制效果，符合实际工程需要，适用于工况频繁改变的火电机组协调控制系统。

技术领域

本发明涉及热能动力工程和自动控制领域，尤其涉及一种基于模糊自适应的协调控制策略。

背景技术

在国家大力发展光伏、风电等新能源发电技术以及“双碳目标”的大背景下，火电机组需要经常性地承担电网深度调峰的任务，机组负荷调节范围更宽、速度更快，汽机锅炉协调控制系统被控对象的非线性、时变性更加明显。目前，火电机组协调控制系统大多基于传统PID控制策略进行设计，采用了负荷指令前馈+PID反馈的调节方案。但是对于煤种多变、机组控制及测量设备不精确、运行参数经常与设计参数存在较大偏差的情况下，常规控制手段已难以保证控制品质，控制效果会明显变差。因此需要设计一种能够适应机组大范围变负荷运行状态的协调控制策略。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于模糊自适应的协调控制策略，提高协调控制系统的自适应能力，改善机组灵活性，优化协调系统控制品质。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于模糊自适应的协调控制策略，包括以下的步骤：

步骤S1：根据现场试验数据建立协调控制系统离线模型；

步骤S2：引入模糊规则对模型参数进行在线修正；

步骤S3：基于预测控制算法对协调控制系统进行优化控制。

进一步的，所述步骤S1中协调控制系统离线模型的控制量为燃料量D_f、给水量D_w、汽机调门开度μ_T，被控量是机组实发功率P_e、主汽压力p_T、中间点温度T_m，根据现场试验数据拟合在30％、50％、70％、85％和100％负荷工况点下的协调系统模型，具体表示为：

其中，u为系统的输入变量矩阵，x为系统的状态变量矩阵，y为系统的输出变量矩阵，A、B、C为系统矩阵。

进一步的，所述步骤S2中引入的模糊规则是形如IF-THEN的关联推理规则，根据前提条件推理模糊规则后件参数，再通过隶属度函数在线修正模型参数，模糊规则具体表示为：

Rule_i:Ify₁is y₁；and y₂is y_2iandy₃is y_3i

其中，r为模糊规则数。

更进一步的，通过隶属度函数在线修正模型参数具体表示为：

其中，μ_i为隶属度。

进一步的，所述步骤S3中预测控制算法采用的是改进的广义预测控制状态空间算法。

更进一步的，基于预测模型的输出方程对协调系统的输出进行预测，具体表示为：

其中，N为预测步长，

更进一步的，利用卡尔曼滤波器对不可测的状态参数进行实时估算，具体表示为：