一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法与流程

技术特征：
1.一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：s1：建立增益调度模型：基于协调控制系统被控对象的动态特性扰动试验，建立基准工况点处的协调系统被控对象的数学模型；s2：建立模糊规则库：采用模糊关联规则语句，将增益调度变量即电网负荷指令增益δn
e
作为模糊规则前件，将传递函数形式的增益调度模型转换为状态空间形式并作为模糊规则后件；基于高斯型隶属度函数计算电网负荷指令增益δn
e
隶属于各基准工况点的隶属度μ
i
；通过加权平均法去模糊化处理计算实时电网负荷指令所对应的协调系统动态数学模型；s3：设计预测控制器：将状态空间模型转化为增量型扩展状态空间模型，并将其作为预测模型；基于预测模型对控制系统未来p步输出进行预测；设置卡尔曼滤波器对控制系统状态进行实时估计；计算求解二次型性能指标，在每一时刻将最优控制量的第一项δu(k)传送给被控对象实施控制作用，再以k 1时刻为基点进行下一时刻的最优控制量计算，实现滚动优化。2.根据权利要求1所述的一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，其特征在于，所述步骤s1中基于协调控制系统被控对象的动态特性扰动试验，建立基准工况点处的协调系统被控对象的数学模型，包括：s1.1.针对火电厂超(超)临界直流机组，选取n个基准工况点，分别进行燃料量r
b
、给水流量d
w
和汽机阀门开度u
t
的扰动试验，根据试验数据通过辨识拟合各扰动对机组实发功率p
e
、主蒸汽压力p
st
以及分离器温度出口t
sep
的传递函数模型；s1.2.针对火电厂亚临界汽包炉机组，选取n个基准工况点，分别进行燃料量r
b
、给水流量d
w
和汽机阀门开度u
t
的扰动试验，根据试验数据通过辨识拟合各扰动对机组实发功率p
e
、主蒸汽压力p
st
以及汽包水位h
qb
的传递函数模型。3.根据权利要求1所述的一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下的步骤：s2.1：采用模糊关联规则语句，将增益调度变量即电网负荷指令增益δn
e
作为模糊规则前件，将增益调度传递函数模型转换为状态空间形式作为模糊规则后件，具体表示为：其中，k表示任意一个采样时刻，k 1表示k的下一个采样时刻，n表示基准工况点数目，u表示控制量，y表示系统输出,x表示系统状态，a，b，c表示系统矩阵；s2.2：基于高斯型隶属度函数计算电网负荷指令增益δn
e
隶属于各基准工况点的隶属度μ
i
，具体表示为：其中，σ2表示方差；s2.3：通过加权平均法去模糊化处理计算实时电网负荷指令所对应的协调系统动态数学模型，具体表示为：
其中，4.根据权利要求1所述的一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下的步骤：s3.1：将状态空间模型转化为增量型扩展状态空间模型，并将其作为预测模型，具体表示为：其中，θ表示零矩阵，i表示单位矩阵；s3.2：基于预测模型对控制系统未来p步输出进行预测，预测方程具体表示为：其中，s3.3：设置卡尔曼滤波器对控制系统状态进行实时估计，具体表示为：其中，表示后验状态估计值，x
e
(k)表示先验状态估计值，k
k
表示卡尔曼增益矩阵，p
k
表示估计误差协方差矩阵，q
k
表示激励噪声协方差矩阵，r
k
表示测量噪声协方差矩阵；s3.4：计算求解二次型性能指标，在每一时刻将最优控制量的第一项δu(k)传送给被控对象实施控制作用，再以k 1时刻为基点进行下一时刻的最优控制量计算，实现滚动优化，采用二次型函数作为控制系统性能指标具体表示为：其中，λ
y
表示输出误差加权系数矩阵，λ
u
表示控制增量变化量加权系数矩阵，y
r
表示参考轨迹。5.根据权利要求4所述的一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，其特征在于，
所述最优控制量根据最小二乘法则解得如下：其中，

技术总结
本发明公开了一种火电机组灵活性及深度调峰智能控制方法，该方法包括：在典型工况点进行扰动试验，通过拟合、辨识等方法建立协调系统的增益调度模型；建立模糊规则库，实时推理电网负荷指令所对应的协调系统动态数学模型，并将其作为预测模型；预测控制器根据预测方程预测输出轨迹、卡尔曼滤波器估计系统状态、性能指标计算最优控制量。该方法适用于工况频繁变动的火电机组协调控制系统，简单可靠，易于实现，可通过电厂DCS系统进行组态实施，具有广阔的工程应用价值。具有广阔的工程应用价值。具有广阔的工程应用价值。


技术研发人员：吕剑虹 陈雨亭 秦文炜 于冲 孙伟 周帆 乔侨 姜川
受保护的技术使用者：南京英纳维特自动化科技有限公司
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021/9/27