模糊PID控制在主汽温控制系统中的应用.pdfVIP

2008年第l0期 东北电力技术 9 ^’’’’’’’’’、 ；研 究 i ^ ¨ 模糊PID控制在主汽温控制系统中的应用 ^ ． ¨ 2^ 与 _： ^ _ 应 用 TheApplicationofFuzzyPID Controllingto -tII ‘lItlI‘ MainSteam TemperatureControlSystem 李建军，姜东娇，马志杰 (东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006) 摘要：分析了锅炉主汽温度控制系统的特点，提出采用模糊 PID控制策略改善锅炉主汽温度的调节品质，并进行了论证。 在此基础上设计了锅炉主汽温度模糊PID控制系统，在200MW机组 DCS改造中进行了现场调试，并与单纯PID控制方式 进行了比较。 关键词：锅炉主汽温度；模糊PID控制 ；调节品质 [中图分类号]TP273．4；TK323 [文献标识码]B [文章编号]1004—7913(2008)10—0009—03 锅炉主汽温度是火力发电机组中需控制的主要 略，会改善控制系统的运行品质。模糊控制作为智 参数之一。锅炉主汽温度控制直接影响到机组的热 能控制的典型代表，在工业过程控制中，尤其是在 效率和设备的安全运行，因此汽温控制系统是机组 工业炉、窑的控制中取得了不少成果。实践表明其 的一个重要控制系统。现场应用表明，传统的PID 具有较强的鲁棒性、拟人性、自适应性，特别适合 策略往往难 以满足汽温控制的要求。本文提出将模 类似汽温较复杂控制系统，能对各种扰动作出快速 糊PID算法用于汽温控制系统，以改善调节品质， 反应，只是其稳态精度不高，虽然在理论上可以通 并在老机组热控系统 DCS改造中加以检验，取得 过细分模糊子集达到改善稳态精度的目的，但是受 了理想的效果。 控制器容量和控制周期的限制，实际应用中并不能 无限细分下去。而PID算法却弥补了模糊控制的不 1 控制方案论证 足，具有较高的稳态精度。将二者结合起来控制主 目前，锅炉主汽温度的控制大多采用双信号汽 汽温度，充分发挥两种控制方法的长处，就会取得 温控制系统或汽温串级控制系统，甚至有些机组采 较好的动态性能和满意的稳态精度。 用单回路控制系统，控制策略为PID。有些系统在 此基础上增加了燃料量前馈、蒸汽流量前馈、相位 2 控制系统设计 补偿等手段，但效果均不佳。由于锅炉主汽温度反 在大型锅炉中过热器管道较长，结构复杂，为 馈控制回路中存在较长时间的延迟和较大的惯性， 了改善控制品质，通常采用分段汽温控制，将整个 负荷升降、煤种变化、送风量和引风量的改变、过 过热器分成若干段，每段设置一个喷水减温器。以 热器表面状态变化都可导致汽温特性的变化。此 670t／h锅炉为例，典型的设置是2个减温器分别 外，燃烧器启停及分布变化和蒸汽吹灰过程也会对 用来控制屏式过热器出口汽温和高温段出口汽温， 汽温特性形成强烈的扰动。因此，主汽温控制系统 其布置示意图如图1所示。 是一大延迟、非线性、变参数、干扰因素众多的复 图1中的I级喷水减温是为 Ⅱ级喷水减温调节 杂系统，仅仅采用传统的PID策略往往不能作到长 期、稳定投入 自动运行，必须采取有效措施对控制