[发明专利]一种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统

权利要求书

1.一种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统，其特征在于：包括变结构预测控制器、煤量指令前馈模块、水煤比函数模块以及锅炉燃水比优化控制模块；其中，变结构预测控制模块、水煤比函数模块位于主控制回路中，煤量指令前馈模块位于前馈控制回路中，锅炉燃水比优化控制模块位于优化控制回路中；煤量指令前馈模块位于变结构预测控制模块之前，提前对煤量指令进行调节；水煤比函数模块通过煤量与水量之间的对应关系计算出给水量指令；锅炉燃水比优化控制模块分别施加到给煤量指令和给水量指令，对给煤量和给水量进行优化。

2.根据权利要求1所述的种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统，其特征在于：所述主控制回路采用变结构预测控制器，所述变结构预测控制器内部主汽温度预测模型为受给煤量或给水量影响的线性函数模型。

3.根据权利要求1所述的种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统，其特征在于：所述锅炉燃水比优化控制模块为受中间点温度和温度变化率影响的非线性函数模型。

4.根据权利要求2所述的种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统，其特征在于：所述变结构预测控制器包括过程输出预测模块、目标函数计算模块和控制量计算模块；其中，过程输出预测模块的输出通过变换作为目标函数计算模块的输入，目标函数计算模块的输出作为控制量计算模块的输；所述过程输出预测模块用于计算未来各个采样时刻过程输出的预测值；所述目标函数计算模块为根据设定的目标函数公式计算函数值；所述控制量计算模块用于求解变结构预测控制算法中的最优控制量。

5.根据权利要求4所述的种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统，其特征在于：所述变结构预测控制器未来N个采样点的过程输出为：

$\hat{y}(t+N)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{S}_i\mathrm{\Δ}u(t+N-i)+\underset{i=N+1}{\overset{n-1}{\Σ}}{S}_i\mathrm{\Δ}u(t+N-i)+S_{n}u(t+N-n)+\hat{d}(t+N);$

式中，为t+N时刻过程输出的预测值；为t+N时刻过程所受扰动的预测值；N为预测步数；S_i为第i个阶跃响应系数；Δu(t)＝u(t)-u(t-1)为当前时刻的控制量增量；为t+N时刻过程所受扰动的预测值。