电站锅炉预测控制与燃烧优化研究

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1、·斗国科学技术大学博士学位论文摘要随着市场竞争的加剧、能源的日靛短缺以及对环境保护越来越严格的要求，遣甥要求火电疆缦握蠢其过毽控制承乎，降鬣戆耗及大气污豢绥敖，一毒孛行之骞效的办法是采用先进控制与工程优化技术。模型预测控制等先进控制算法和各种优彳乏雾法在理论土垦臻成熟，其中畜魑算法在冒夕争已经取得了广泛黪工业应矮。在我圜，新型控制系统的引入已经为这些先进算法的应用提供了硬件条件，因而出瑗了一些戏功应鼹的铡子，然夏，这些应用距裹翼法的工程雄广还窍媚当麴难离，其原因是多方面的：首先，许多算法理论过于复杂、参

2、数调节不够简洁直观，难以被一般的工程A爨掌握；英次，缺乏自主开发的王程化软件。我们选择阶梯式广义预测控制(SGPC)簿法和～种基于过程动态模型的在线优化算法，从先进拣制与优化两个方西，理论与实践嚣个层次探讨这些算法与它们在火电机组中的实际应用之间的衔接问题。论文开始麓要回顾了先进控制、预测控制及工程优化技术的发展，并黠火电机组中先进控制与优化技术的应用进行了归类综述，指出这些算法在我国火电机组中远没有得到工程推广，进蕊引出本文的主要研究波容。论文的主体部分觎疆算法的研究、工程软件的开发及具体工业应用，首

3、先，针对上述两方面的原因，对阶梯式广义预测控制冀法积一静基于过程动态模型的优化舞法进行改进，并开发一套工程化的软件平台，然后，在一台其体的火电锅炉上进行先进控制和优化，实验结果进一步验证了这些技术和思想的可行性。最后，总缨了本文的工作势对将来韵研究课题进行了展望。本文在研究内容上的主要特色与创新点体现在以下几个方蕊：一．针对其体工业应用中在参数诵节方面碰到的问题，对阶梯式广义预测控制算法进行改进。改进后的算法在保持了原箨法性能的基础上，使其参数调节更直蕊，从而驻容易被一般工程人员掌握，这肘于穗邂该算法的

4、工程推广很有意义。二．以一种基于过程动态模型的在线优化箨法为纂础，通过对萁中的优化算法和在线模型辨识算法进行改进，避免了矩簿求逆，增强了对于干扰蛉适应隧力，得到了一稀性能憩好、实现方便的算法。兰．采用筒向对象的设计方法，在国内首次开发了～套针对火电锅炉的先进控翎与优化软件平台，该平台通过模块纯设计、实现统一的数据预赡理以及灵活而严格的安众限制，容易威用于实际的工业过程中。蠲，针对由东省石横发电厂2号锅炉，通过燃烧诵整试验了解其特性，实现了氧赣校正回路的预测控制，并在我国电站锅炉中酋次实现基于动态非-v¨

5、葑利学拽术火学博士学位葩文摘登线性模裂的自适应在线燃烧优化，取得显著的经济效蕊。国外推出的燃烧优化软{牛，帮是基于静态模型的算法，无法宠服固鸯的数撰预处理难的问题，在国内应用效果不佳。电力工业在浅国国民经济中占有非常重要的地位，先进控制鄂优化技术在火电机组中的推广必将带来巨大的经济效益和良好的社会效益，理论只有寞正应用于工业生产才能发挥其千#用，我们的研究方法和成果在理论和实践之蝤提供了～个纽带。关毽谲：SGPC；动态螽遥瘦德纯算法；面向对象；电站锅炉；燕效率；氮氧彳七物：氧爨校正；在线燃烧优化中国科学

6、技术大学博士学位论文AbstractAlongwiththeincreasingcompetitivepressuresinthemarket，theshortageoftheenergysourcesdaybyday,andthemorestringentenvironmentalregulations，itisurgentforthermalpowerunitstOimprovetheperformanceoftheprocessautomaticcontrol，andtoreducetheener

7、gyconsumptionandairpollutionemission，usingadvancedprocesscontrolandOptimizationtechniquesisdeemedtobeafeasiblemethod．Advancedprocesscontrolalgorithms，suchasmodelpredictivecontrol(MPC)，andmanykindsofoptimizationalgorithmshaveachievedincreasinglyperfectthe

8、oreticalresults，andsomeofthealgorithmshavebewidelyusedinindustryinsomedevelopedcountry．InUSchina，theintroductionofthenew-stylecontrolsystemshasalreadyprovidedhardwareconditionfortheapplicationoftheadvancedalgorithms，theref