目前,燃气-蒸汽联合循环电站控制是以常规火力发电站的控制技术为基础,没有顾及到联合循环电站控制的特殊性。燃气轮机、余热锅炉是燃气.蒸汽联合循环电站中两个最为重要的设备。 燃气轮机是一个多变量、高度非线性对象,特别是对于承担电网调峰任务的燃气轮机组,其工况经常大范围变化,机组非线性特性更加凸显,使得常规PID控制系统的品质明显变差。 余热锅炉主汽温度对象具有时变性、不确定性和非线性等特点,是余热锅炉中一个较难控制的过程。而且,随着联合循环机组容量的增大,余热锅炉中过热器管道也随之加长,这就使得主汽温的热惯性和调节滞后都大大增加,从而造成主汽温控制系统投自动困难,或被调参数的动、静态品质指标差。 因而,对燃气轮机转速、余热锅炉主汽温的先进控制策略研究具有十分重要的理论意义和实用价值。 本文针对传统PID控制系统存在的诸多不足,将目前应用比较成熟和广泛的先进控制策略引入到燃气轮机、余热锅炉主汽温控制系统中,提出了比较切实可行的控制策略方案。本文的主要内容包括以下几个方面： 1.在系统模型缺少的情况下,借助参考文献,在Matlab中复现了燃气轮机及其控制系统,同时利用现场运行数据对其进行修正,能很好的仿真实际对象的动态和静态特性。 2.结合燃气轮机对象的特性,分析了传统燃气轮机PID控制系统存在的问题。将DMC算法引入到燃气轮机转速的控制中,提出了基于DMC-PID的燃气轮机串级控制策略,设计了DMC-PID串级控制器,根据实际燃机进行了DMC参数的设置,解决了传统燃气轮机控制系统品质差的问题。 3.结合余热锅炉主汽温对象的特性,分析了传统余热锅炉主汽温PID控制系统存在的问题。将状态反馈和Smith预估算法引入到余热锅炉主汽温控制中,提出了基于状态观测器及Smith预估器的余热锅炉主汽温控制策略,给出了状态观测器实现的步骤,结合实际余热锅炉进行了状态观测器、Smith预估器的设计,解决了传统主汽温控制系统的滞后、惯性问题。 4.详细介绍了微粒群算法(PS0)的原理和算法流程,针对传统PID参数人工整定的问题,利用PSO优化控制器参数,给出了PSO算法优化主汽温控制系统参数的一般步骤。将其应用于本文提出的主汽温控制系统中,结合实际问题进行了PSO参数的设置,得到了优化结果,经优化后的主汽温控制系统性能有了明显的提高。 5.先进控制策略的工程应用。将本文提出的先进控制策略应用到具体的项目中,结合现场条件,做出相应调整,控制系统现场调试成功后,控制效果较原先有了明显的提高。