[发明专利]一种基于混合智能优化算法的火力发电锅炉主汽温控制系统

说明书

本发明公开一种基于混合智能优化算法的火力发电锅炉主汽温控制系统。所述的系统包括：锅炉主汽温串级控制系统以及RBF‑混合优化算法控制器作为主汽温控制的主调节器。所述的锅炉主汽温串级控制系统将导前区汽温PID控制器作为副调节器，用于主汽温的粗调和对产生的干扰进行快速响应；所述的RBF‑混合优化算法控制器由RBF神经网络锅炉主汽温辨识模型与混合优化算法组合构成。对主汽温进行细调，能快速消除主蒸汽温度强滞后性、大惯性等特性对系统的干扰。

技术领域

本发明涉及火力发电锅炉燃烧优化技术领域，尤其涉及一种发电锅炉主汽温控制系统。

背景技术

发电锅炉的过热器是在高温高压下的环境运行的，其出口的过热蒸汽温度是锅炉运行的主要参数之一，对电厂的安全经济运行有重大影响。主汽温过高会使机组的运行安全性降低。主汽温过低则会降低机组的热效率，经济性得不到保障。同时，主汽温偏低会使蒸汽含水量增加，从而缩短汽轮机使用寿命。因此，必须严格控制锅炉主蒸汽温度在给定数值范围内。

目前火电机组主汽温度控制系统普遍采用传统的PID串级控制，这种控制方案虽然现场调试简单，但是不能适应主汽温度控制系统的变参数、大惯性、大时滞的特性，这导致主汽温度自动控制系统普遍存在负荷平稳时自动控制品质良好，但在负荷变化、启/停磨煤机等过程中，主汽温度波动大，甚至自动不能投入，导致运行人员劳动强度增加，机组出力和安全经济性降低。

针对现有技术对于主汽温的控制无法较好的兼顾锅炉主汽温度控制与其在实际工业现场推广应用的问题，为了解决上述生产技术难题，本发明提供了一种发电锅炉主汽温控制方法，该方法适用于DCS系统，能减轻现场运行人员的工作强度，提高机组运行经济性，并使系统具有较强的稳定性。

发明内容

为了解决发电锅炉主汽温控制技术难题，本发明提供了一种控制结构相对简单、控制效果稳定、安全性较高的发电锅炉主汽温控制系统。

为了达到上述目的，本发明一种能够有效控制发电锅炉主汽温控制系统，包括：锅炉主汽温串级控制系统；

所述的锅炉主汽温串级控制系统将导前区汽温PID控制器作为副调节器，用于主汽温的粗调和对产生的干扰进行快速响应；以RBF-混合优化算法控制器作为主汽温控制的主调节器，对主汽温进行细调；

所述的RBF-混合优化算法控制器，由RBF神经网络锅炉主汽温辨识模型与混合优化算法组合构成。

其中，所述的RBF神经网络锅炉主汽温辨识模型，以燃料量、烟气含氧量、主蒸汽流量、一级减温水流量、二级减温水流量作为输入变量，其中控制变量减温水流量，扰动变量为主蒸汽流量、燃料量、烟气含氧量；网络输出参数为主蒸汽温度；

其中，

主汽温目标函数如式(1)所示。

x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}

式中，Q为主目标函数，M_p、M_pb分别为实际超调量与期望超调量大小，分别为曲线衰减率与衰减率最小值，t_r、t_max分别为上升时间及上升时间最大值。x为系统输入，x₁,x₂,x₃,x₄,x₅分别为燃料量、主蒸汽流量、一级减温水流量、二级减温水流量以及烟气含氧量，y(x)为主蒸汽温度，由RBF网络模型输出。

进一步的，所述的混合优化算法为：先采用模拟退火算法计算，如果同一温度的多个不同最优值之间的差值小于某一设定值，那么结束模拟退火算法转换为最小二乘法，并将该多个不同最优值作为最小二乘法算法的初值代入。