火力发电生产过程优化技术的发展及应用（北京会议）.pptVIP

火力发电生产过程最优化技术 华北电力大学 韩璞 教授 TEL 火电厂生产过程 优化技术 一、控制设备 1 基地式仪表（50年代） 控制设备DCS、FCS的研制 国电南京自动化股份有限公司 PAS-300M分散控制系统 （已经应用） 山东鲁能控制工程有限公司 LN2000分散控制系统 （获山东省科技进步一等奖） 西安热工研究院有限公司 FCS165现场总线控制系统（已经应用到600MW机组） 北京国电海润科技有限公司 GDPF-VI分散控制系统 （正在开发） 上海颐能信息科技有限公司 EthCCS2.0现场总线控制系统（正在开发） 对DCS的几点看法： 1、DCS的应用与机组大小无关（对DCS不限制点数是基本要求） 2、DCS必须向外开放，用户应用软件必须容易嵌入（自定义控制器） 3、DCS的标准化已是时机： 需要的工作：标准系统硬件结构 标准网络通讯协议 标准数据结构 二、控制回路优化 PID 最优控制 自适应控制 预测控制 随机控制 鲁棒控制 CAE2000计算机辅助工程系统 应用实例 某电厂300MW热电机组主汽温系统 试验方法：利用机组变负荷数据 辨识算法： PSO算法求得数学模型 优化算法： 三 自动发电控制——优化协调控制 火电单元机组负荷控制原理框图 四 机组负荷优化分配 五 燃煤锅炉节能减排优化运行 优化目标 最高的燃烧效率——节煤 最低的氮氧化物排放量——减排 最佳的防结渣运行方式——降耗 最小的炉膛出口烟温偏差以防止受热面爆管——降耗 激光测量系统——温度、O2、CO 优化系统软件组成结构 燃烧优化算法 遗传算法 模拟退火方法 六 火电站仿真机在机组优化运行中的应用 （1）运行人员培训 （2）设计改造方案验证 （3）控制系统研究 （4）事故再现 研究内容：仿真机支撑系统 锅炉与发电机组数学模型 七 信息化技术带来的机组优化运行 管理信息化 MIS（Management Information Systems ） 控制信息化 DCS（Distributed Control System ） 设备信息化 FCS（Fieldbus Control Systems） 运行信息化 SIS（Supervisory Information System ） ——数字化电厂 数字化电厂 优化效果 优化目标 长期安全 节能 降耗 低排放 控制 设备 控制 回路 优化 自动 发电 控制 （协调） 机组 负荷 优化 分配 锅炉 燃烧 优化 运行 仿真 机培 训 信息 化技 术 长期安全 节能降耗 低排放 自动控制系统的基本组成原理方框图 自动控制系统的基本组成原理简化方框图 缺点：仪表系统封闭，无法与外界沟通 2 电动单元组合仪表（60～70年代） 缺点：构成复杂控制系统困难，故障率高，无法进行数字通信 3 组装式电子综合控制仪表（70年代末） 缺点：与电动单元组合仪表没有本质上的改变 4 计算机直接数字控制（集中控制）（60年代） 缺点：可靠性差，故障率高，没有在实际中得以应用 5 数据采集系统DAS(Data Acquisition System）（70/80年代） 缺点：功能单一，只能实现监测，没有构成闭环控制 6 单回路调节器（80年代） 缺点：结构复杂 使用不便 价格昂贵 不容易构成复杂控制系统 7 分散控制系统DCS（Distributed Control System） 8 现场总线控制系统FCS（Field bus Control System） 控制策略 专家控制 模糊控制 神经网络控制 目标函数 衰减率： 限制条件： 优化方法：单纯型、遗传、蚁群、粒子群、混沌 主要工作：工程中方便实用的建模与优化软件 功能 数据采集与分析处理 控制系统仿真 现代控制器研究 经典控制理论分析 控制系统CAD常用算法 控制系统计算机辅助教学 外回路kp=1.27 Ti=235 内回路kp=10 Ti=220 (原参数：外回路kp=0.1 Ti=220