先进控制与实时优化技术交流共115页

配电网智能化与自动化控制技术研究摘要：配电网智能化与自动化控制技术的不断发展与应用，为电力系统的稳定运行和资源优化利用提供了新的解决方案。

随着人工智能、大数据等新技术的不断渗透，配电网将迎来更高效、智能的时代。

我们期待着这些先进技术的不断演进，为构建智能、可持续的电力系统做出更大贡献，推动能源转型和智能电网建设迈上新的台阶。

关键词：配电网；智能化；自动化控制技术引言配电网智能化与自动化控制技术的研究是当前电力系统领域的热门话题之一，随着能源互联网建设的推进和新能源接入规模的不断扩大，传统配电网的运行面临着越来越多的挑战和需求。

智能化与自动化控制技术的应用将为配电网提供更加灵活、高效、安全的运行方式，实现供需平衡和系统优化。

本文旨在探讨配电网智能化与自动化控制技术的最新研究进展和应用前景。

1配电网智能化与自动化控制技术的优势1.1提高运行效率和安全性配电网智能化与自动化控制技术的优势在于能够显著提高配电网的运行效率和安全性，通过引入智能化设备和系统，配电网可以实现远程监测、自动诊断故障、实时调节电网参数等功能，提升了电力系统的可靠性和稳定性。

智能化技术使得电力系统运行更加智能化和自主化，减少了人为操作的干扰，降低了运行风险，同时也提高了电网的响应速度和故障处理效率，保障了电力系统的安全运行。

1.2实现电力资源优化配置智能化控制系统可以对配电网内各个节点进行实时监测和数据分析，根据负荷情况和电网状态进行智能调度和控制，实现电力资源的最优分配和利用。

通过智能化的需求响应、电能管理等功能，可以更好地平衡电力供需关系，提高了电力系统的整体能源利用效率，降低了能源消耗成本，推动了清洁能源的大规模接入和应用。

1.3提升用户体验和服务质量智能化系统可以实现个性化用电管理和智能化服务，用户可以根据自身需求定制电力使用方案，实现能源的高效利用和成本控制。

此外，智能化技术还可以实现更加精准的故障检测和快速修复，提高了电网的可靠性和稳定性，减少了停电时间，提升了电力服务的质量和可靠性。

专业服务，创造价值循环流化床锅炉APC先进过程优化控制解决方案2013-11-131 公司简介集团（中控）始创于是中国领先的自动化与信息化技术、产品、解决方案供应商，业务涉及工厂自动化、公用工程信息化、装备自动化等领域。

公司是中控科技集团的核心成员企业，致力于工厂自动化领域的现场总线与控制系统以及流程模拟仿真系统的研究开发、生产制造、市场营销及工程服务。

2 行业背景2.1 行业现状循环流化床(CFB)燃烧技术是最近几十年发展起来的一种新型燃烧技术，由于循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫的特点，因此近年来有了很大的发展，我国的循环流化床也经历了小型、中型、大型三个发展阶段，循环流化床能够解决我国燃烧锅炉存在包括环境问题在内的诸多现实问题，因此中国将成为循环流化床锅炉最大的商业市场。

2.2 行业难点由于循环流化床锅炉燃料是在流化状态下燃烧，锅炉燃烧系统惯性大，各个变量之间相互影响，加上有飞灰循环等影响因素，因此CFB锅炉燃烧系统是一个大滞后、强耦合，多干扰的复杂非线性系统，自动燃烧优化控制难度较大，是业内公认的控制难点。

鉴于循环流化床锅炉燃烧的复杂性和特殊性，对一般煤粉锅炉和其他过程控制对象行之有效的常规控制方法，已难保证循环流化床锅炉各项控制指标的实现。

有别于常规控制，中控锅炉APC先进控制解决方案采用多变量模型预测控制、专家规则控制等智能控制策略，能够更好地结合专家经验的同时克服系统大滞后、强耦合、多干扰等控制难点，可以较好地实现CFB锅炉系统安全高效率的燃烧自动控制，各项指标稳定度大幅提升，经济效益比较可观。

3 项目可行性分析3.1 现场概述贵公司炉机系统属中小型循环流化床多炉多机系统，实行母管制运行方式。

一次检测仪表性能良好，风机调节为挡板和变频控制，主汽温度挡板调节，除挡板调节死区稍大外，其余执行器调节死区小于1%，即执行器死区情况基本满足优化控制需求。

流化床控制系统采用中控DCS系统，DCS上配置传统的PID自动控制回路中，汽包水位控制回路、给煤控制、一次风控制、二次风控制、引风控制、减温水控制等大部分回路，现场均由操作人员手动操作。

现代火电机组AGC控制的先进解决方案 ——“INFIT”实时优化控制系统成果简介：针对现代火电机组存在负荷升降速率低、关键参数波动大及系统不能很好适应煤种变化等实际问题，本成果通过有机融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术，提出了现代火电机组AGC 控制的先进解决方案，研制了AGC实时优化控制装置“INFIT”，实际应用表明：采用“INFIT”后，可以获得如下效益：获得更高的AGC响应速率和调节精度根据机组实际能力，可达到2.0%/min或更高的AGC运行速率和更好的负荷控制精度，使您在将来的电力市场竞争中处于领先地位。

机组运行更加平稳机组运行中主汽压力、主汽温度的波动幅度可被减小至：稳态工况 ±0.1MPa/±2.0℃变负荷工况 ±0.4MPa/±6.0℃使您的机组具有更加稳定、可靠的运行品质。

机组运行中的燃料、给水波动大幅减小通过智能预测算法使机组在AGC运行中的燃料、给水等控制量的波动幅度减小60%以上，对于减小机组设备磨损、延长锅炉金属管材寿命、减少爆管极为有利。

完全消除煤种变化对机组控制品质的影响采用神经网络技术实时校正煤种的热值、制粉延迟的变化，使机组在燃用不同煤种时始终具有良好的控制品质。

具有更好的运行效率通过先进控制算法的应用有效投入再热烟气挡板自动，大幅减少再热减温水量，同时优化机组滑压曲线使其在更加经济的工况点运行，机组运行效率可得到明显提升。

1“INFIT”实时优化控制系统的控制策略及特点要从根本上解决上述问题，应将先进的控制技术如：预测控制、神经网络控制、自适应控制、模糊控制等技术应用到火电机组的优化控制中来。

“INFIT”实时优化控制系统融合了多种国际上最先进的控制技术，是专门为解决上述火电机组AGC控制中难点问题而研发的先进控制平台，相关的新协调控制策略如图1所示。

“INFIT”实时优化控制系统具有以下特点：(1) 采用预测控制技术作为机组闭环控制的核心环节“INFIT”系统在整体控制结构上仍采用前馈+反馈的控制模式，但与常规DCS控制策略不同的是在其在反馈控制部分应用了目前国际上最前沿的解决大滞后对象控制问题的预测控制技术[2]，取代了原有的PID 控制。

间歇过程优化与先进控制综述陈治纲,许　超,邵惠鹤(上海交通大学自动化系,上海,200030) 摘要:　总结近年来间歇过程操作优化和设计优化中出现的各种新方法,以及在优化问题求解中使用的各种先进控制策略,反映间歇过程最优化和先进控制的最新研究方向。

重点介绍间歇过程单元的操作优化和控制,兼顾在线稳态优化和动态优化。

对新的研究方法提出展望。

关键词:　间歇过程;优化;先进控制 中图分类号:TP273　文献标识码:A 文章编号:100023932(2003)(03)200012061　引　言间歇过程(Batch Processes )广泛应用于精细化工、生物制品、药品生产、农产品深加工等领域。

近年来,为适应多品种、多规格和高质量的市场要求,间歇过程生产重新受到重视,国外还出现了较大规模的间歇生产,针对间歇过程的优化和先进控制的研究也出现了新的热潮。

在普通工业过程中间歇过程所占的比例如表1所示[1]。

表1　工业生产中采用间歇生产过程与连续生产过程的比例工业部门生产方式间歇生产过程连续生产过程化工45%55%食品和饮料65%35%医药80%20%冶金35%65%玻璃和水泥35%65%造纸15%85% 间歇生产也是一种很古老的生产方式。

当前,特别是国内的大多数间歇生产过程自动化水平普遍较低。

为提高市场竞争力,节约生产成本,并兼顾环保的要求,在间歇生产中推行各种优化方法和先进控制策略成为迫切的需要。

计算机的飞速发展,测量技术的进步和各种非线性优化算法的成熟为间歇过程中先进算法和技术的应用提供了坚实的保障。

现代控制技术的进步和现代化生产对过程优化要求的不断提高,使控制和优化的关系越来越密不可分,对于间歇过程尤其如此。

一方面,由于过程模型的不确定性不可避免和各种干扰的存在,间歇过程的优化问题一般要求在线、实时地进行,而这一“动态”特性可以借助于一些先进的控制方法来实现;另一方面,先进控制算法往往具有基于模型的、含有某种优化性能指标的特点,其实施过程中需要对出现的优化问题进行实时求解。

基于选矿电气自动化控制技术特点与运用探讨摘要：本文主要针对选矿工业中的电气自动化控制技术进行了深入的探讨。

首先，通过对选矿工艺流程的分析，我们发现电气自动化控制技术在选矿工业中具有重要意义。

接着，我们介绍了选矿电气自动化控制技术的发展历程和应用现状。

然后，我们对选矿电气自动化控制系统的具体功能和特点进行了详细阐述。

最后，我们结合实际案例，探讨了选矿电气自动化控制技术在提高选矿工业效率、减少能源消耗和环境污染方面的作用。

通过本文的研究，我们得出了关于选矿电气自动化控制技术的结论，并对其未来的发展前景进行了展望关键词：选矿；自动化控制；人工操作；经济效益引言：选矿工业是矿山生产过程中的重要环节，影响着矿石的品质和资源利用效率。

传统的手动操作方式存在劳动强度大、效率低下、误差率高等问题。

随着科技的不断进步，电气自动化控制技术在选矿工业中得到了广泛应用。

该技术通过引入现代控制理论、仪器仪表和计算机等先进设备，能够实现选矿工艺过程的自动化操作和实时监测，提高选矿生产效率、降低能源消耗和环境污染。

然而，目前国内对于选矿电气自动化控制技术的研究还比较有限，缺乏系统性的探讨和总结。

因此，本文旨在通过详细分析选矿电气自动化控制技术的特点和运用，为选矿工业提供有效的技术支持和参考，推动行业的发展与进步。

1选矿电气自动化控制技术的应用优势该技术能够简化选矿工作流程。

传统的选矿过程需要大量的人力物力投入，而采用电气自动化控制技术后，许多繁琐的操作过程可以被自动完成，从而减少了人工干预的需求，缩短了整个工作周期。

例如，传统选矿过程中，需要人工操控多台设备进行矿石分选、原料提纯等操作，而电气自动化控制技术能够将这些工作自动化，提高了工作效率。

应用选矿电气自动化控制技术还能降低人工成本。

传统选矿过程需要雇佣大量的人员进行操作和监控，而采用电气自动化控制技术后，只需要少数的维护人员进行设备管理和故障处理即可。

这不仅减少了人力需求，还有效地降低了运营成本。

基金项目：国家自然科学基金(60174024)和上海市科委科技攻关项目(02JC14008)资助收稿日期：2004－11－18作者简介：薛耀锋（1977—），男，山东人，博士研究生，主要研究领域为工业过程控制和调度优化。

袁景淇（1959—），男，江苏人，教授，博士生导师，现任上海交通大学自动化系副主任，中国微生物学会生化过程模型与控制专业委员会副理事长；已完成或正在进行的研究项目包括教育部优秀年轻教师基金、国家自然科学基金、国家科技攻关、上海市曙光计划、教育部高等学校骨干教师资助计划和中国—比利时政府间科技合作计划项目；已发表研究论文40篇，其中被国际三大检索系统收录的英文论文11篇次；获教育部科技进步三等奖1项、上海市科技进步二等奖、三等奖各1项；现担任《中国抗生素杂志》编委；主要研究领域和方向为生物发酵过程在线效益跟踪、状态预测与调度优化。

文献标识码：A 文章编号：1003－0492(2004)06－0005－05 中图分类号：TP273 先进过程控制技术及应用Advanced Process Control Technology and Its Applications（上海交通大学自动化系，上海 200030） 薛耀锋，袁景淇摘要：结合近年来的应用例子，介绍了先进控制的一些基本方法，如模型预测控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制和软测量技术，并介绍了目前国内外先进控制软件的一些情况。

关键词：先进控制；模型预测控制；自适应控制；鲁棒控制；智能控制； 软测量技术Abstract: With the application examples in recent years ，ba-sic methods of advanced process control, such as model predic-tive control, adaptive control, robust control, intelligent control and soft sensor technology are addressed. Commercialized APC-software is reviewed.Key words: advanced process control; model predictivecontrol; ad aptive contro l; robu st control;intelligent control; soft sensor technology1 引言20世纪70年代以来，随着计算机技术的广泛应用，自动控制有了很大的发展，先进过程控制（Advanced Process Control ，APC ）应运而生。

先进控制在过程工业中的应用自10 FXY 你猜北石化赠自11级学弟学妹使用摘要：为进一步提高延迟焦化装置的控制水平，挖掘装置潜力。

以中国石化九江分公司的延迟焦化装置及其后续吸收稳定单元为工业应用和以美国阿斯本（Aspen tech）公司开发设计的预测控制与软测量技术应用实施过程背景。

简述了先进控制与优化技术在过程工业中应用的重要意义，介绍近年来把现代控制理论应用于过程工业的成功实例，同时给出应用中所需解决的一些问题。

先进控制器投运后，提高了过程装置运行平稳性和安全性，节能降耗，并提高了高价值产品收率。

实施结果表明先进过程控制在过程工业上的应用效果显著。

引言以多变量模型预测控制[1]为主要特征的先进过程控制（Advanced Process Control 简称APC）是比传统的PID控制更优异的一种控制策略，代表性的技术有Aspen公司的DMCplus技术和Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制技术(RMPCT)。

由于模型预测控制是一种开放式的控制策略，体现了人们处理不确定性问题时的一种通用思想方法，且控制效果好，鲁棒性强，能方便的处理过程被控变量和操作变量中的各种约束，目前正被广泛应用于日益复杂化的工业系统。

应用案例一：以九江石化延迟焦化装置及其后续吸收稳定单元为工业应用背景, 延迟焦化装置工艺流程复杂，且属半间歇式工艺过程，装置定期切换焦炭塔，对装置造成较大的扰动。

在延迟焦化装置上实施先进控制, 实现其长期平稳、优化操作对进一步提高企业经济效益具有重要的现实意义[ 2 ]。

采用A s p e n 公司的DMCplus先进控制技术，通过建立装置的过程模型，并结合前馈补偿，研究开发了三个先进控制器，并获得了成功的工业应用。

1 工艺流程及特点九江分公司延迟焦化装置加工原料渣油，设计加工能力为100万吨/年。

焦化单元采用“一炉两塔”工艺技术流程，吸收稳定单元采用“吸收—再吸收—解吸—稳定”工艺技术流程。

先进控制系统(APC)的工业化应用摘要：随着工业自动化的不断发展，先进控制系统(APC)在工业生产中逐渐崭露头角。

传统控制系统难以应对复杂多变的工业过程，而APC以其先进的算法和智能化特性成为提高生产效率、降低能耗、改善产品质量的关键技术。

然而，尽管APC在理论上具有广泛应用前景，但在实际工业化应用中仍存在挑战，如技术难题、系统集成问题等，因此有必要深入研究其在工业场景中的实际应用。

为此，本研究旨在深入探讨先进控制系统在工业化应用中的关键问题，从而更好地理解其在化工、制造和能源等领域的实际效果。

关键词：先进控制系统；工业化应用；挑战一、先进控制系统(APC)概述（一）APC的定义和基本原理先进控制系统（APC）是一种高级自动化技术，旨在通过实时监测、分析和调整工业过程的控制参数，以提高生产效率和产品质量。

其基本原理基于先进的数学模型和算法，通过整合先进的控制策略，如模型预测控制（MPC）和优化算法，实现对复杂工业系统的精准控制。

APC的核心在于实时获取过程数据，与先进数学模型相结合，迅速响应生产变化，最大程度地优化系统性能。

APC系统通过不断学习和调整，适应动态的工业环境，从而最大程度地提高生产效率、降低能耗并优化生产流程，这使得APC不仅仅是一种控制系统，更是一种智能化工具，为工业过程提供了高度自动化和智能化的解决方案。

（二）APC与传统控制系统的区别APC与传统控制系统的区别在于其更高级、智能化的控制策略和实时优化能力。

传统控制系统通常采用比例积分微分（PID）等基础控制方法，对系统行为的模型理解相对简单，且难以应对非线性、时变和多变量的复杂工业过程。

相比之下，APC采用先进的数学模型和控制算法，如模型预测控制（MPC），能够更准确地描述复杂系统的动态行为。

另外，APC通过实时监测和优化，能够迅速适应生产环境的变化，并在系统稳态下实现最优性能。

而传统控制系统通常以固定的参数和设定值运行，对于复杂工业过程的变化反应较为迟缓。