[发明专利]一种基于事件触发的模糊神经网络温度控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于事件触发的模糊神经网络温度控制系统，包括：主蒸汽对象的输出端与主变送器的输入端连接；主变送器的输出端经与事件触发器的输入端连接；事件触发器的输出端与模糊RBF神经网络的输入端连接；模糊RBF神经网络输出端与PID控制器的输入端连接；PID控制器的输出端与副控制器的输入端连接；副控制器的输出端与执行器的输入端连接；执行器的输出端与减温器的输入端连接；减温器的输出端分别与主蒸汽对象的输入端、副变送器的输入端连接；副变送器的输出端与副控制器的输入端连接。本发明可以减少主蒸汽温度的波动幅度，提高调节品质，同时可以减少调节阀门的调节次数，提高了使用寿命。

技术领域

本发明涉及火电发电温度控制技术领域，具体涉及计一种基于事件触发的模糊RBF神经网络PID控制的火电厂主蒸汽温度控制系统和控制方法。

背景技术

主蒸汽温度是火电厂锅炉热工过程控制的关键参数。根据火电厂运行人员的经验,当机组负荷扰动比较大时,运行人员操作不当很容易造成事故的发生,严重时导致过热器超温,甚至可能出现过热器漏泄而使机组停机,严重影响机组运行的安全和稳定。汽包锅炉主蒸汽温度通常采用常规串级控制系统存在大惯性、延迟性、非线性而提出改进控制策略的设想。主蒸汽温度过高或者过低主下列因素:主要有主蒸汽流量大小、尾部烟道过热器布置结构,以及过热器的类型、换热方式、烟气流量、传热方式等因素有关系；从机组运行控制过程来看:主蒸汽温度超温或者过低主要由运行人员监视参数不利和操作不当造成的；从主蒸汽温度控制系统结构来看,很大程度上是由于设计上存在参数整定不当所引起的。主蒸汽温度控制不好不但影响机组的安全和稳定运行,而且对机组相应的设备尤其是过热器和气轮机的寿命影响重大,尤其温度低不仅会损坏气轮机末级叶片,严重发生水击现象。因此,主蒸汽温度是火电运行人员监视参数需要单独设置一个运行专员岗位来对主蒸汽温度进行控制,同样热工技术人员在日常行和维护中根据主蒸汽温度控制曲线来分析控制系统存在的不足进而提出完善的控制策略或者需要重新进行设计。锅炉主蒸汽温度优良的品质是现代大容量、高参数火电机组必备的性能,从设计、安装、调试、检测、运行等环节都贯穿于整个控制系统的集成过程以及对应的DCS系统平台是否完善；因此,安全、稳定、有效的锅炉主蒸汽温度控制系统对火电锅炉过热器设备和汽轮机运行非常重要。

目前火电厂常规的主蒸汽温度控制一般结合前馈补偿和串级控制系统等策略，且串级控制系统的设计方法是：其主、副控制器采PID控制器。通常采用的比例、积分、微分主蒸汽温度串级控制系统,在投入运行之前,首先要对比例、积分、微分三个参数进行整定,不仅有主回路PID参数的整定过程,还有副回路参数的整定过程；当投入运行之后,比例、积分、微分参数基本不在改变,但当机机组工况发生变化时,比例、积分、微分参数不在适合控制的需要,需要离线整定。副控制器接受减温器输出的状态信号和主控制器输出信号。当过热气温升高时，主控制器输出减小，副控制器输出增加，减温水量增加，过热气温下降。

如图1所示，上述串级控制系统中具有内、外两个回路，外回路由主蒸汽对象、主变送器、状态观测器、主控制器以及整个内回路构成的。副回路包括副检测变送器、副控制器、执行器、减温水阀门、减温器、过热器等。此外内回路还是一个随动控制系统，副回路需要以外回路主控制器的输出为设定值，并利用副控制器的输出来控制执行器动作，实现对减温器的控制。因为副回路迟延和惯性较小，因此它的控制过程是稳定的。当减温水发生扰动时或减温器后的过热器出口蒸汽温度发生变化而引起导前汽温变化时，系统能及时调整，快速稳定减小扰动、特别是减温水扰动对过热汽温的影响；相对于内回路，外回路是一个低速回路，它的主要任务是维持主汽温等于给定值。主蒸汽温度有着复杂的动态和强耦合特性。上面所述常规的PID控制仅仅关注控制回路中单个输入输出变量之间的关系，而无法对强耦合或者次强耦合的输入输出变量之间的关系予以补偿。在实际运行中，一方面由于副控制器的不断调节，使得控制阀等执行器频繁操作，降低了使用寿命；另一方面，这种常规的主汽温控制策略，采用固定参数或分段PID构造控制器，没有完全考虑主汽温在变负荷下模型变化的影响，控制效果仍会很不理想，严重影响了机组的经济性和安全性。

发明内容