超臨界機組協調系統頻域分析及自抗擾控制.pdf

1、超臨界火電機組因其具有效率高、排放低等優點逐漸成為我國電網的主力機組。而隨著用戶對用電質量需求的日益提高和具有隨機性特征的風能、太陽能等新能源的大規模并網，使得超臨界機組參與電網調峰調頻已成為常態。為確保電網供電質量，對機組的協調控制品質提出了更高的要求。常規PID協調控制策略缺乏量化概念，引入了較多的輔助環節和非理論的技巧成分，使得機爐協調控制的結構非常復雜，參數整定調試不但繁瑣耗時更依賴于經驗，往往導致機組協調控制品質無法滿足電網要

2、求。
　　自抗擾控制(ADRC)通過擴張狀態觀測器(ESO)對不確定總和擾動量的實時估計及動態線性補償，使非線性系統變為易于設計的串聯積分器型，可有效提高復雜系統的控制品質。線性自抗擾控制(LADRC)因其反饋結構和ESO采用線性形式，使得自抗擾控制的理論分析得以進一步發展，又由于其參數整定大大簡化，便于實際應用。應用研究表明LADRC對復雜非線性不確定對象具有很強的控制能力。
　　為此，本文將線性自抗擾控制技術應用于超臨界

3、機組協調控制。針對某超臨界機組協調系統的控制結構和動態特性進行研究，采用改進遺傳算法對系統模型進行辨識，基于偽對角化對所辨識模型進行了頻域分析并進行靜態解耦，在此基礎上設計了超臨界機組協調系統自抗擾控制方案，并開展了深入的仿真實驗研究。
　　論文主要工作如下:
　　1、以某超臨界機組為對象，借助該機組的全范圍仿真機進行多變量協調系統的階躍擾動試驗和系統動態特性分析;對協調系統的現有邏輯控制結構進行分析和簡化，給出該協調系統所

4、用控制器的復雜非線性模型，并對其特點進行了深入分析。
　　2、利用Matlab與該機組全范圍仿真機實時通訊，獲取機組變負荷仿真運行數據，應用改進的遺傳算法對機組協調系統不同負荷點的模型進行辨識，階躍響應結果表明所辨識模型可靠;利用逆奈奎斯特陣列法對上述模型進行頻域分析，基于偽對角化對系統了進行靜態解耦設計，便于后續系統控制器設計。
　　3、對線性自抗擾控制器的結構進行了分析，研究了其參數整定規律，為基于LADRC的協調系統控

5、制器設計和優化奠定了基礎;將偽對角化解耦和線性自抗擾技術結合，在Simulink環境下建立了超臨界機組的協調系統對象及自抗擾控制模型，進行了負荷及主汽壓力的定值擾動仿真實驗。仿真結果表明所提出的基于偽對角化的LADRC控制策略明顯優于同結構的PID控制。
　　4、在Star-90仿真系統的準現場環境下，構建了三種不同的協調系統復合自抗擾控制器:基于Star-90和Matlab混合編程的協調系統復合自抗擾控制器設計，該策略便于自抗擾

6、控制器的各參數的實時觀測和整定，便于對歷史實驗數據的分析、查詢和調用，為實際應用奠定基礎;采用Star-90仿真平臺自有模塊搭建協調系統的復合自抗擾控制器，該策略更接近于在電廠DCS系統上的工程組態和實際應用;在Star-90仿真平臺，采用C++編程設計LADRC的ESO并將其嵌入仿真機，結合自有模塊搭建協調系統的復合自抗擾控制器，該策略能有效提高算法所用機時，提高系統控制性能。給出了控制器參數的整定規律，仿真驗證了控制器及參數整定方法