非線性預(yù)測控制在超臨界機(jī)組熱工過程控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展及電力結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，大型超(超)臨界火電機(jī)組已經(jīng)成為我國電網(wǎng)的主力機(jī)組，因其直流運(yùn)行特性、變參數(shù)運(yùn)行方式以及多變量耦合等特點(diǎn)，與常規(guī)亞臨界機(jī)組相比在過程控制等方面具有很大的特殊性，需要對超臨界機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性和控制策略進(jìn)行深入研究。
　　 本文在全而總結(jié)超臨界機(jī)組機(jī)理建模和控制策略研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合某國產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組，重點(diǎn)開展超臨界機(jī)組仿真建模和基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的非線性預(yù)測控制策略的研究工作

2、，并將非線性預(yù)測控制策略應(yīng)用于超臨界機(jī)組熱工過程控制仿真研究中。本文主要內(nèi)容如下：
　　 1．建立了超臨界機(jī)組整體非線性動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，包括單相受熱面、雙相受熱面、噴水減溫器以及簡化的煙氣側(cè)和汽機(jī)側(cè)數(shù)學(xué)模型?；谀K化建模方法，以某國產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組為研究對象，構(gòu)建了超臨界機(jī)組整體仿真模型，并完成了典型負(fù)荷下的主要輸入量擾動(dòng)試驗(yàn)，獲得了超臨界機(jī)組的關(guān)鍵過程動(dòng)態(tài)特性。
　　 2．建立了超臨界機(jī)組過熱系統(tǒng)簡化數(shù)學(xué)模型，包

3、括減溫器模型和過熱管模型。提出了一種基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)和改進(jìn)粒子群算法的模型參數(shù)優(yōu)化方法，以獲得所建模型的主要參數(shù)值，并結(jié)合某國產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行算例分析，進(jìn)一步研究了超臨界機(jī)組過熱汽溫對象的動(dòng)態(tài)特性。
　　 3．在研究徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)算法的基礎(chǔ)上，對最小資源分配網(wǎng)絡(luò)算法的參數(shù)調(diào)整方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種擴(kuò)展最小資源分配網(wǎng)絡(luò)算法，建模實(shí)例驗(yàn)證了算法的有效性和快速性。結(jié)合帶有“精英策略”的改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法，

4、提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的非線性預(yù)測控制算法，仿真結(jié)果表明控制策略具有良好的控制品質(zhì)。
　　 4．將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的非線性預(yù)測控制算法應(yīng)用于超臨界機(jī)組負(fù)荷控制中。通過在線辨識負(fù)荷系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型作為預(yù)測模型，然后采用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法對控制律進(jìn)行尋優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)控制。仿真實(shí)驗(yàn)表明，在保證中間點(diǎn)溫度、機(jī)前壓力穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，獲得良好的負(fù)荷跟蹤能力。
　　 5．將精確在線支持向量回歸算法應(yīng)用于非線性系統(tǒng)建模中，結(jié)合非線性建

5、模實(shí)例，分析了算法與擴(kuò)展最小資源分配網(wǎng)絡(luò)非線性建模能力的優(yōu)劣。同時(shí)，將黃金分割法應(yīng)用于目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化過程中，提出了一種基于支持向量回歸模型的非線性預(yù)測控制策略，仿真實(shí)例驗(yàn)證了控制策略的有效性。
　　 6．將基于支持向量回歸的非線性預(yù)測控制算法應(yīng)用于超臨界機(jī)組過熱汽溫控制中?？刂撇呗圆捎脗鹘y(tǒng)的串級控制結(jié)構(gòu)，內(nèi)回路采用固定參數(shù)的比例控制器快速消除內(nèi)擾，外回路采用非線性預(yù)測控制器以克服大范圍的系統(tǒng)特性變化。仿真實(shí)驗(yàn)表明，在機(jī)組負(fù)荷大范圍