[发明专利]一种燃气轮机冷却水温度控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机控制技术领域，具体而言，涉及一种燃气轮机冷却水温度控制方法和一种燃气轮机冷却水温度控制系统。

背景技术

目前，燃气蒸汽联合循环电厂的冷却水系统通常采用复合冷却水系统，它由开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统复合而成。冷却水系统中的冷却部件包括润滑油冷却器和发电机空气冷却器等。其中，润滑油冷却器为板式换热器，通过温度控制阀调节阀门开度，进而控制通过润滑油冷却器中冷却水的流量，从而保证冷却后的润滑油维持在一定的温度。

对于燃气轮机这种大型高精度的机械设备，对润滑油有很高的要求，这其中不仅包括润滑油的种类、粘度、洁净度等指标，而且对润滑油的温度也有极高的要求。润滑油进入各个轴承前经过冷却水系统对润滑油进行调温，从而保证润滑油在合适的温度范围内安全、可靠地工作。

由于燃气轮机控制系统是一个多变量、强干扰及参数时变的系统，同时，传统PID参数在整定的过程中，其整定值具有一定区域的优化值，而不是全局的最优值，因此不能从实际上解决动态品质和稳态精度的矛盾。因而在冷却水温度控制系统中，采用传统PID控制将不能达到理想的控制效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何提高对燃气轮机冷却水温度的控制效果。

为此目的，本发明提出了一种燃气轮机冷却水温度控制方法，包 括：

S1，根据温度传感器得到经冷却后润滑油温度测量值y(k)，温度设定值记为r(k)，这两项作为神经网络计算单元的输入信号；

S2，神经网络计算单元采用误差反向传播算法修改网络连接权值，通过在线学习和训练，保证系统误差评估函数达到最小值从而输出最优控制量；

S3，将多层神经网络直接作为控制器接入闭环回路中；

S4，根据神经网络单元输出值调节温度控制阀的开度。

优选地，所述神经网络采用三层前向结构，各层神经元数目、连接方式和初始连接权值按照PID控制规律确定。

优选地，所述神经网络的隐含层由比例元、积分元和微分元构成，这些神经元实现比例积分微分运算。

优选地，所述步骤S1包括：温度传感器获取经冷却后的润滑油的实际温度作为所述温度测量值。

本发明还提出了一种燃气轮机冷却水温度控制系统，包括：

温度传感器，用于测量经冷却后的润滑油的实际温度得到温度测量值；

神经网络计算单元，以温度设定值和温度测量值作为输入，采用误差反向传播算法修改网络连接权值，通过在线学习训练，使系统误差评估函数达到最小，最终得到控制量，即温度控制阀开度；

执行机构，用于调节温度控制阀的开度；

人机界面，用于监测冷却水温度控制系统，显示或修改参数，并可查看故障报警情况。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：①神经网络基于PID的思想构建，结构简单而规范，有明显的物理意义；②神经网络控制鲁棒性好、自我调节参数、收敛迅速，且不依赖于具体模型，适合燃气轮机这种参数多变、干扰性强的控制系统；③算法用matlab实现，易于与燃气轮机控制系统通讯，应用于实际工程领域 中；④人机界面能够实现对冷却水温度控制过程的监测，提高了燃气轮机运行稳定性及安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的燃气轮机冷却水温度控制方法的示意流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的燃气轮机冷却水温度控制的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的燃气轮机冷却水温度控制系统的响应曲线。

图4示出了根据本发明一个实施例的燃气轮机冷却水温度控制系统施加扰动后的响应曲线。

图5示出了根据本发明一个实施例的燃气轮机冷却水温度控制系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例提出了一种燃气轮机冷却水温度控制方法，如图1所示，该控制方法包括以下步骤：

S1，根据温度传感器得到经冷却后润滑油温度测量值y(k)，温度设定值记为r(k)，这两项作为神经网络计算单元的输入信号；

S2，神经网络计算单元采用误差反向传播算法修改网络连接权值，通过在线学习和训练，保证系统误差评估函数达到最小值从而输出最优控制量；

S3，将多层神经网络直接作为控制器接入闭环回路中；