[发明专利]二次再热机组再热汽温的自降阶多回路集中预估控制系统

说明书

本发明公开了一种二次再热机组再热汽温的自降阶多回路集中预估控制系统，该控制系统由烟气再循环风机转速控制回路和烟气挡板开度控制回路构成，将一次再热汽温和二次再热汽温与设定值的偏差送入预估控制器，计算得出烟气再循环风机转速和烟气挡板开度的优化值，保证机组一次再热汽温和二次再热汽温维持在合理安全的范围内，本发明采用预估控制能够方便地处理大惯性多变量系统的优化问题，计算过程清晰、简单，工程应用时，编程实施方便，对未来输出偏差的预测能及时调节相应的控制量，一次再热汽温和二次再热汽温能稳定在合理的范围之内，保证了机组的稳定性和安全性，控制效果较传统PID控制好。

技术领域

本发明涉及一种二次再热机组再热汽温的自降阶多回路集中预估控制系统，属于热能动力工程和自动控制领域。

背景技术

随着对火电机组经济性要求进一步的提高，机组不断向更高参数发展，并采用二次再热技术，进一步提高机组效率。与此同时，机组的复杂性进一步提高，受控对象的惯性增大，对再热汽温的控制要求更高。二次再热机组再热汽温的控制一般通过调节烟气再循环风机转速和烟气挡板开度，减温水调节一般用于事故喷水情况。超临界机组系统的复杂性要求控制精度更高，控制动作更快。系统的惯性大，对象模型阶次高，若不进行降阶处理，对采样周期的要求较为苛刻。若采用传统PID控制，达不到理想的效果，这就需要我们探索其他控制方案。

发明内容

本发明二次再热超超临界机组的再热汽温控制过程具有大惯性、大滞后的特点提出了一种二次再热机组再热汽温的自降阶多回路集中预估控制系统，预估控制能通过预测未来的输出计算当前时刻的最优控制量，系统的鲁棒性较好，同时控制效果良好，其原理清晰，易于在线计算，控制效果良好。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种二次再热机组再热汽温的自降阶多回路集中预估控制系统，以烟气再循环风机转速和烟气挡板开度作为输入，以一次再热汽温和二次再热汽温作为输出，包括烟气再循环风机转速控制回路、烟气挡板开度控制回路，该预估控制系统所采用的控制器为预估控制器，分别将一次再热汽温的设定值和二次再热汽温的设定值与所述预估控制器预测的输出的偏差送入所述预估控制器，该预估控制器输出烟气再循环风机转速和烟气挡板开度的优化控制增量序列，所述优化控制增量序列中取当前时刻的控制作用作用于经降阶的实际对象模型，得到一次再热汽温、二次再热汽温的实际输出，下一时刻继续相同计算，实现滚动优化。

所述预估控制器包括：

预测模块，用于预测未来各个采样时刻的输出；

优化性能指标计算模块，用于根据设定的性能指标计算控制范围内最优的控制增量序列；

控制实施模块，用于将计算所得最优的控制增量序列应用于系统。

进一步的，预估控制器所依赖的对象模型由实验数据拟合得出，通过在多个负荷点做阶跃响应试验，建立各负荷点上的线性传递函数模型，中间负荷的模型通过已建立的相邻负荷点上的线性传递函数模型通过插值的方法计算得出，模型如下：

对对象模型进行Pade近似法降

其幂级数展开式为

其中，

代入

p_ij0＝C_ij0

p_ij1＝C_ij1+C_ij0q_ij1