[发明专利]脱硫系统动态双指标控制方法及装置

说明书

本说明书实施例提供了一种基于输入输出状态空间预测模型的脱硫系统动态双指标控制方法及装置，其中，方法包括：获取对象的阶跃响应模型，基于所述阶跃响应模型对现场运行数据进行采集和分析，针对主要控制回路进行变量的阶跃响应试验；根据所述场运行数据和阶跃响应试验的数据结果，选取采样时间T，采用过程辨识方法建立脱硫过程输入变量与输出变量间的数学模型，选取状态变量向量、输入变量向量和输出变量向量，并导出输入输出状态空间预测模型；通过所述输入输出状态空间预测模型，对石灰石浆液量、氧化风机转速和浆液泵转速进行同时控制，从而控制出口SO2的排放和浆液pH和ORP。

技术领域

本文件涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于输入输出状态空间预测模型的脱硫系统动态双指标控制方法及装置。

背景技术

烟气脱硫技术是控制燃煤电厂SO2排放的有效方法，湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺是当今燃煤电厂应用最为广泛的烟气脱硫技术。脱硫技术既包含SO2气体的吸收，又包括亚硫酸盐的后续氧化，是一个连续复杂的过程。目前，脱硫系统只是简单地酸碱控制，也即pH控制。而忽略氧化还原反应的控制，给电厂带来了一系列的问题，如石膏品质下降、脱硫系统能耗增加、设备易结垢等，影响脱硫岛的安全稳定运行。引入ORP作为新的控制指标，对脱硫系统实施pH与ORP动态双控制策略，通过实时监测pH、ORP动态变化确定脱硫浆液的氧化状态，并及时对氧化风量做出调整，能够精确控制浆液氧化状况，从而保障整套系统的运行效果。

脱硫过程是具有多变量、强耦合、非线性和大迟延特性的复杂被控对象，涉及到反应、吸收、传质、传热、干燥、分离及结晶等复杂的物理化学过程，其中，循环浆液pH值控制是典型的非线性和大迟延控制问题，回路之间耦合严重，烟气流量、烟气SO2浓度、石灰石浆液浓度等干扰众多。当前脱硫系统自动控制通常采用以PID为核心的常规控制方案，对系统而言，该方案无法解决控制系统稳定性和控制系统品质之间的矛盾，必然会引起控制系统的不稳定和振荡，从而引发脱硫效率和吸收液pH值的反复波动；此外，传统的 PID调节器本质上是一个线性调节器，其对强烈非线性的脱硫过程的控制效果十分有限。

目前，脱硫系统只是简单地酸碱控制，也即pH控制。而忽略氧化还原反应的控制，给电厂带来了一系列的问题，如石膏品质下降、脱硫系统能耗增加、设备易结垢等，影响脱硫岛的安全稳定运行。另外，脱硫系统自动控制通常采用以PID为核心的常规控制方案，控制性能难以满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于输入输出状态空间预测模型的脱硫系统动态双指标控制方法及装置，旨在解决现有技术中的上述问题。

本发明提供一种基于输入输出状态空间预测模型的脱硫系统动态双指标控制方法，包括：

获取对象的阶跃响应模型，基于所述阶跃响应模型对现场运行数据进行采集和分析，针对主要控制回路进行变量的阶跃响应试验；

根据所述场运行数据和阶跃响应试验的数据结果，选取采样时间T，采用过程辨识方法建立脱硫过程输入变量与输出变量间的数学模型，选取状态变量向量、输入变量向量和输出变量向量，并导出输入输出状态空间预测模型；

通过所述输入输出状态空间预测模型，对石灰石浆液量、氧化风机转速和浆液泵转速进行同时控制，从而控制出口SO₂的排放和浆液pH和ORP。

本发明提供一种基于输入输出状态空间预测模型的脱硫系统动态双指标控制装置，包括：

阶跃响应试验模块，用于获取对象的阶跃响应模型，基于所述阶跃响应模型对现场运行数据进行采集和分析，针对主要控制回路进行变量的阶跃响应试验；

输入输出状态空间预测模型模块，用于根据所述场运行数据和阶跃响应试验的数据结果，选取采样时间T，采用过程辨识方法建立脱硫过程输入变量与输出变量间的数学模型，选取状态变量向量、输入变量向量和输出变量向量，并导出输入输出状态空间预测模型；