电厂生产过程节能控制研究及应用

【摘要】：随着能源矛盾的日益突出,电厂对现有设备实行节能控制,提高化石能源的利用率是解决能源矛盾的可行性办法之一。电厂的节能控制包含多个系统的节能研究,本文以过热蒸汽温度为例,对其控制节能展开了研究。火电厂过热蒸汽温度控制系统很容易受到蒸汽侧,烟气侧和减温水的各种干扰,且这些干扰不一定服从高斯分布。本文针对系统中存在的非高斯干扰,将随机分布控制算法应用到过热蒸汽温度串级控制系统的主调节器中,用信息熵作为衡量系统不确定性的指标,采用梯度下降法将性能指标最小化,得出了系统的控制律。这一控制律使得过热汽温控制系统的跟踪误差概率密度函数分布最终接近又尖又窄的分布形状。同时,本文将基于最小熵的BP神经网络算法用到过热蒸汽温度串级控制系统的主调节器中,采用梯度下降法将信息熵最小化。其中主调节器的参数通过神经网络权重的变化能够得到实时的优化,最终使得系统的不确定性减小,跟踪误差的概率密度函数朝着又尖又窄的方向变化。通过对机组过热器实例进行仿真,并通过与常规PID串级算法进行对比,算法的可行性和有效性得到了验证。 【关键词】：节能控制 过热蒸汽 随机分布控制 信息熵 BP神经网络
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM621.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 锅炉节能现状10-12
• 1.2.2 汽轮机节能现状12-13
• 1.2.3 机炉协调控制节能技术13
• 1.2.4 辅助系统节能控制13-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 第2章 过热汽温动态特性及控制任务15-21
• 2.1 电厂生产过程概述15-16
• 2.2 过热器的控制任务与结构16-17
• 2.2.1 过热汽温控制的意义与任务16-17
• 2.2.2 过热器的构成和分类17
• 2.3 过热蒸汽动态特性分析17-20
• 2.3.1 汽包锅炉过热汽温的动态特性18-20
• 2.3.2 直流锅炉过热汽温的动态特性20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 基于随机分布控制理论的过热蒸汽温度控制21-34
• 3.1 引言21
• 3.2 随机分布控制理论基础21-23
• 3.2.1 随机分布控制出发点21-22
• 3.2.2 信息论基础22-23
• 3.3 随机分布控制算法23-27
• 3.3.1 控制结构分析23-25
• 3.3.2 外回路性能指标选取25-26
• 3.3.3 熵的估计法26-27
• 3.3.4 增量式控制算法27
• 3.4 随机分布控制算法在过热汽温控制中的应用实例27-32
• 3.5 基于随机分布控制理论的机组运行经济性分析32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第4章 神经网络PID控制算法在过热蒸汽温度系统中的应用34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 误差反向传播神经网络34-37
• 4.2.1 BP神经网络的结构34-35
• 4.2.2 BP神经网络学习算法35-36
• 4.2.3 BP神经网络的主要优缺点36-37
• 4.3 基于最小熵的神经网络PID控制算法37-41
• 4.3.1 算法控制思路37
• 4.3.2 控制算法设计37-41
• 4.4 神经网络PID控制算法在过热汽温控制中的应用实例41-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 全文总结与展望46-48
• 参考文献48-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果52-53
• 致谢53

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