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毕业设计（论文）-风电场电气主接线设计与优化华北电力大学本科毕业设计(论文)摘要风力发电作为一种清洁的可再生能源发电方式,已越来越受到世界各国的欢迎，与此同时，风电场设计也备受重视。
虽然风电场电气设计与传统电厂设计的原理相同,但传统的设计方法并不一定适合风电场设计。
所以有必要进行专门针对风电场电气主接线设计的研究。
风电场的电气设计主要包含几个方面:风力发电机组升压方式、风电场集电线路选择、风机(风电机组)分组及连接方式。
现国内外风力发电机组出线电压多为690V，多采用升至35kV方案。
风电场集电线路方案一般采用架空线或电缆敷设方式。
架空线的成本较低,但可靠性较低,电缆的成本高,可靠性也高;集电线路结构有4种常用方案，链形结构;单边环形结构;双边环形结构;复合环形结构。
链形结构简单，成本不高。
环形设计成本较高，但其可靠性较高。
风力发电机分组多为靠风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。
作者主要针对风电场电气主接线进行设计和优化,通过对风机的分组和连接方式、风电场集电线路方案、风电场短路电流计算及设备选取等的问题进行深入的计算与讨论，提出一些关于风机分组连接、集电线路设计的可行方案。
并通过现有风电场的数据，对方案进行技术和经济方面的比较，确定最终方案并对其进行优化。
为今后的风电场设计提供一些经验和参考意见, 便于今后找出一套适用于风电场电气主接线设计的方法。
关键词:风电场,电气设计, 集电系统,优化I华北电力大学本科毕业设计(论文)ABSTRACTBy the wind power as one kind of clean renewable energy source the electricity generation way, the design of wind farm has been popular and been paid attention to with the world. Although the electrical design of wind farm and the traditional design technology at the electrical principle is the same, but sometimes the methods are not suitable in fact. So specifically forthe electrical design of wind farm has come into being.The electrical design of wind farm mainly includes several aspects: wind turbine generators, wind energy booster way of electrical collector system, WGTS’s groupand connection. Now the WGTS’s voltage qualifies for 690V, and much taking the voltage to 35kV. Wind farm electrical collector system generally uses the bus or cable.The cost of bus is relatively lower, but reliability is low, cableis high costs and high reliability; The electrical collector system has four common solutions, stringclustering; Unilateral redundancy clustering; Bilateral redundancy clustering;Composite redundancy clustering. String clustering is simple structure, cost is not high. With redundancy design cost is higher, but it has high reliability. For more on WTGS group and combining lay on its location and the convenient of building.We will discuss about the main points of the wind farm electrical design and optimized. It will get some design which is about thegrouping and connection and the connection lines that can be used, by calculating and discussing, include the grouping and connection of the WTGS, the connection lines, the wind farm electrical short-circuitcurrent computation , the equipment selection and so on. We will compare different schemes from the economic and technical aspects based onexciting wind farm data, then optimizing and being sure these plans. These conclusions and viewpoints can be references for the future wind farm design, and be easy finding out a set of way to be suitable the electrical design of wind farm.KEY WORDS: Wind farm, electrical design, electrical collector system, optimizationII华北电力大学本科毕业设计(论文)目录摘要..............................................................................? ABSTRACT..............................................................................? 第1章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究意义 (4)1.3国内外研究现状 (4)1.4本文主要内容...................................................5 第2章风场介绍及主要设备选型 (6)2.1风电场基本资料 (6)2.2电气主接线设计 (6)2.3主要设备选型 (8)2.3.1风电机组的选型 (8)2.3.2风机箱变的选型 (8)2.3.3主变压器的选型................................................9 第3章风电场接线方案比选 (11)3.1概述 (11)3.2集电线路方案比选 (11)3.2.1方案描述及比较 (11)3.2.1.1技术特点 (11)3.2.1.2经济比较 (12)3.2.2结论 (13)3.3风机分组和连接方案的比选 (13)3.3.1方案描述 (13)3.3.2方案比较 (13)3.3.2.1技术比较 (13)3.3.2.2经济比较 (21)3.3.3结论 (21)1华北电力大学本科毕业设计(论文)3.4本章小结............................................................22 第4章短路电流计算及其它电气设备的选取 (23)4.1计算说明 (23)4.2系统等效简化图 (23)4.3短路电流的计算 (24)4.3.1各元件的标幺值 (24)4.3.2 各短路点的短路电流计算 (24)4.4其它电气设备的选取 (26)4.4.1 断路器的选取 (26)4.4.2隔离开关的选取 (28)4.4.3 电压互感器的选取 (28)4.4.4电流互感器的选取 (28)4.5本章小结............................................................30 第5章方案优化 (31)5.1概述 (31)5.2风机分组的优化 (31)5.2.1技术比较 (31)5.2.2经济比较 (34)5.2.3结论 (34)5.3线路优化 (35)5.3.1线路的选择 (35)5.3.2技术比较 (35)5.3.3经济比较 (38)5.3.4结论……………………………………………………38 5.4本章小结………………………………………………………………39 结论……………………………………………………………………40 参考文献..............................................................................41 附录..............................................................................42 致谢 (45)2华北电力大学本科毕业设计(论文)第1章绪论1.1 研究背景风能是一种无污染的、储量丰富的可再生能源。
华北电力大学成人教育学院毕业设计（论文）任务书姓名王大伟专业电气工程与自动化班级Y电升1201 毕业设计（论文）题目基于PLC的ITO生产线控制系统设计毕业设计（论文）工作起止时间2014/9/1-2014/11/20 地点华北电力大学毕业设计（论文）的内容：本文研究的内容有以下几个方面：1、针对ITO膜生产线自动控制系统进行总体设计研究。
通过分析生产工艺以及生产条件，分析该控制系统的原理，介绍相关硬件的选型。
2、考虑到电机是生产线的一个重要组成，分析与介绍本产线使用的所有电机型号与变频器控制和伺服控制，使用变频控制每个单元之间的平稳传送，伺服控制系统精确控制位置的定位系统。
3、ITO成膜温度直接影响液晶电视的显示效果，因此本文利用PID控制器结合功率调节器实现对温度的平稳控制。
4、利用以太网实现工控机与PLC之间的通讯，实现设备控制，显示、报警等功能于一体的人机交互系统。
毕业设计（论文）的要求：论文内容要求：学生应具有综合运用知识的能力、文献资料的检索与阅读能力、设计(实验)能力;撰写水平：要求概念清楚、内容正确、条理分明、语言流畅、结构严谨。
论文正文字数：12000字左右；书写要求：正文一律用A4纸打印，论文标题用黑体3号字，正文用宋体小4号字。
毕业设计（论文）的装订顺序：封面；任务书；中文摘要；目录；正文；设计图纸说明；参考文献，封底，设计图纸另附。
指导教师签名：华北电力大学毕业设计（论文）题目基于PLC的ITO生产线控制系统设计专业电气工程与自动化班级 Y电升1201学生姓名王大伟指导教师王赟成人教育学院2014年 11 月 8日摘要本文基于某液晶面板制造公司，对Color Filter工厂ITO（Indium tin oxide）生产线的设计进行研究。
本文研究的内容有以下几个方面：1、针对ITO膜生产线自动控制系统进行总体设计研究。
通过分析生产工艺以及生产条件，分析该控制系统的原理，介绍相关硬件的选型。
毕业设计(论文)题系目别数控机床状态监控系统设计机械工程系专业班级机械工程及其自动化07K3 班学生姓名指导教师二○一一年六月数控机床状态监控系统设计摘要为了使数控机床加工过程安全、可靠、高效、高质量地进行，对加工设备进行状态监测就变得非常重要。
本文分析了数控机床状态监测的主要内容，介绍了应用AT89C51 单片机测量数控车床切削力和切削温度的方法，论述了设备状态监测系统的基本组成和状态监测系统实现的关键技术，并针对数控机床的加工过程，给出了数控机床状态监测系统实现的具体结构和系统的工作流程。
重点阐述了单片机实现连续自动采样、A/D 转换的方法。
给出了单片机测控系统的原理、结构及进行数据采集的部分程序。
系统的结构主要包括单片机、传感器、滤波装置、放大电路、程序存储器、静态数据存储器、A/D 转换芯片、I/O 接口的扩展以及键盘和LED 显示器接口。
系统工作的流程图主要包括总体流程图、A/D 转换流程图以及LED 显示器流程图。
关键词：AT89C51 单片机；数控机床；状态监控；传感器ICNC MACHINE TOOL CONDITIONMONITORING SYSTEM DESIGNAbstractCNC machining process in order to make safe, reliable, efficient and quality manner, the processing equipment condition monitoring becomes very important. This article describes the application of CNC lathes AT89C51 microcontroller measuring cutting forces and cutting temperature method, analysis of CNC machine tool condition monitoring of main content, discusses the basic equipment condition monitoring systems and condition monitoring system composed of key technologies, and for CNC machine tools process, gives CNC machine condition monitoring systems to achieve the specific structure and system workflow. SCM focuses on the continuous automatic sampling, A / D conversion method. Shows the principle of single-chip control system, structure and data collection part of the program.Structure of the system including the microcontroller, sensors, filtering device, amplifier, program memory, static memory, A / D conversion chip, I / O interface expansion and keyboard and LED display interface.Work flow system include the overall flow, A / D converter and LED displays flow chart flow chart.Keywords: AT89C51 microcontroller ;CNC machine; condition monitoring ;sensorsII华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控机床状态监控系统研究背景 (1)1.2 国内外数控机床状态监控系统的研究现状 (2)1.3 本课题所做的主要工作 (4)2．总体设计 (5)2.1 系统的工作原理 (5)2.2 系统的主要结构 (5)2.3 切削力的计算 (6)3.硬件设计 (10)3.1 系统硬件选型 (10)3.1.1 单片机选型 (10)3.1.2 单片机内存扩展选型 (13)3.1.3A/D 转换器选型 (16)3.1.4 显示器选型 (18)3.1.5 传感器选型 (19)3.1.6 通讯模块选型 (20)3.2.7 放大器电路设计 (24)3.1.7 其他元器件的选型 (25)4.软件设计 (29)4.1 系统的主流程图设计 (29)4.2 A/D 转换流程图设计 (29)4.3 LED 显示器流程图设计 (31)5.总结 (33)参考文献 (34)附录A 数控机床状态监控系统总电路原理图 (35)致谢 (36)华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）1.绪论1.1 数控机床状态监控系统研究背景机床产业为国民经济发展的基础，同时也是装备制造业的重要部分。
毕 业 设 计(论文)`院系 电力工程系 专业班级 农业电气化与自动化0901班 学生姓名 王雯婷 指导教师 王 宁 二○一三年六月 题 目 输电线路单相接地故障测距算法研究输电线路单相接地故障测距算法研究摘要输电线路是电力系统的重要组成部分，是电力系统的命脉，精确的输电线路故障测距对保证电力系统的安全稳定和经济运行有着十分重要的作用。
然而，电力系统本身是一个复杂的动态系统，基于经济因素考虑，长距离、重负荷的输电系统常常运行在临界稳定的状态下，当系统发生扰动、故障等情况时会不可避免地存在各种复杂多样的动态过程。
文章首先介绍了各种测距方法的基本原理，并将现有的各种测距方法分为行波测距、单端测距和双端测距三类，然后逐类对各种算法的理论基础和应用条件进行了分析、对比和讨论。
然后主要针对一种单回线双端电气量测距算法进行研究，相比于传统的算法该算法提出了实部相等的解决办法，再利用故障分量进行测距计算，这样一来可以消除负荷电流的影响，并且测距精度也几乎不受过渡电阻、故障类型等因素的影响。
最后通过MTLAB仿真，对全波傅氏算法和全波差分傅氏算法进行了比较，最后得出全波差分傅氏算法滤波效果更好，测距结果更精确。
而对应于不同的过渡电阻，实际测量到的故障距离相差不大，说明过渡电阻对于测距影响不大。
关键词：输电线路；故障测距方法；双端测距算法；MATLAB/simulink仿真TRANSMISSION LINE OF SINGLE-PHASE GROUNDING FAULT LOCATIONALGORITHMSAbstractAs an important elements of power system, transmission line is the lifeblood of the power system. So, precise fault location method for transmission line plays a very important role in ensuring security, stability and economic operation of power system. Yet, it is a complex and dynamic system for power system itself, and long and heavy transmission line systems are often running in the critical stable state based on some economic benefits. When some disturbances or faults occured, a variety of complex and dynamic process will inevitably exist in transmission line system.The article first introduces the basic principles of a variety of methods ranging and ranging method is divided into various existing traveling wave, single-ended and double-ended ranging ranging three categories, then the various algorithms by category theory and application conditions were analyzed, compared and discussed. Then focused on a single-loop algorithm for two-terminal electrical quantities ranging study, compared to the conventional algorithm the algorithm proposed real part equal solutions for fault component reuse distance calculations, so that the load can be eliminated currents, and the ranging precision is almost free from transition resistance, fault type and other factors.Finally, the simulation of the full-wave and full-wave Fourier algorithm differential Fourier algorithm are compared, and finally come to a full-wave Fourier algorithm differential filtering effect is better, ranging results more precise. And correspond to different transition resistance, the actual measured fault distance less, indicating that the transition resistance ranging little impact.Keywords: Transmission line; fault location method; double ended ranging algorithm; MATLAB / simulink simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1故障测距定位的意义和作用 (1)1.2输电线路故障 (1)1.2.1输电线路故障类型 (1)1.2.2输电线路故障对测距装置的基本要求 (2)1.3输电线路故障测距技术的发展 (3)1.4本文主要研究内容 (4)2输电线路故障测距方法 (6)2.1阻抗法 (6)2.2行波法 (6)2.3故障分析法 (7)2.3.1利用单端电气量法测距 (8)2.3.2利用双端电气量法测距 (10)2.4智能化测距方法 (12)2.5各类测距方法的比较 (12)2.6本章小结 (13)3线路模型的建立与信号提取 (14)3.1输电线路常见数学模型 (14)3.1.1 R-L模型 (14)3.1.2 π型或T型模型 (15)3.1.3分布参数模型 (16)3.2 数字滤波算法 (17)3.2.1 全波傅氏算法 (18)3.2.2 全波差分傅氏算法 (18)3.2.3 带通滤波 (19)3.2.4 最小二乘滤波算法 (20)3.3 本章小结 (20)4单回线双端电气量故障测距算法 (22)4.1 算法原理 (22)4.2 相模变换 (24)4.3正序故障分量的提取 (25)4.4算例仿真与对比分析 (26)4.4.1 算法仿真流程 (26)4.4.2 线路模型及参数设置 (27)4.4.3 MATLAB仿真模型及参数设置 (28)4.4.4 单相接地故障情况下的仿真计算和结果分析 (28)4.5本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢..................................................... 错误！未定义书签。
综合设计(论文) `课程 : 计算机控制技术与系统院系：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：二〇一六年五月摘要本门课程的第1、2章为绪论和过程通道的内容，讲述了计算机控制系统的基本概念、组成、类型以及模拟量输入/输出通道、开关量输入/输出通道。
为培养锻炼我们结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力，老师给出三道综合设计的题目。
首先，设计了微机控制系统具体硬件电路及软件控制逻辑流程框图，实现了储液罐液位超限时报警并切断工质输入/输出通道的功能。
然后，给出了热电偶测量信号的冷端温度补偿方式，并画出现场可实现的冷端温度补偿方案的设计简图。
最后，分析了已知的现场64点模拟量信号输入采样电路的问题，并作出了改进设计。
关键词：储液罐液位；微机控制；热电偶；冷端温度补偿；模拟量信号；采样电路。
目录1 综合设计题1——储液罐液位微机控制系统 (1)1.1 题目要求 (1)1.2 总体方案 (1)1.3 硬件电路的设计 (1)1.3.1 微处理器的最小配置模式 (1)1.3.2 A/D转换电路 (3)1.3.3 报警和电磁阀驱动电路 (3)1.4 软件控制逻辑流程框图 (4)2综合设计题2——热电偶测量信号的冷端温度补偿 (6)2.1题目要求 (6)2.2 热电偶测温需进行冷端温度补偿的原因 (6)2.3 热电偶测量信号的冷端温度补偿方式 (6)2.3.1 计算法 (6)2.3.2 冰点槽法 (6)2.3.3 补偿导线法 (7)2.3.4 冷端温度补偿器 (7)2.3.5 仪表机械零点调整法 (7)2.4 现场可实现的冷端温度补偿应用方案 (7)2.4.1 补偿电桥法 (7)2.4.2 晶体管PN结补偿法 (8)2.4.3 集成电路补偿法 (8)3综合设计题3——模拟量信号输入采样电路设计 (9)3.1题目要求 (9)3.2 采样电路对应的模入信号地址范围 (9)3.3 采样译码电路 (10)3.3.1 存在的问题 (10)3.3.2 解决问题的方法及理由 (10)3.4 改进设计 (10)总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)1综合设计题1——储液罐液位微机控制系统1.1题目要求某现场储液罐工艺流程如下图所示，其中储液罐液位采用微机自动控制，H0为基准液位，Hmax、Hmin分别为储液罐液位的最大值和最小值。
华北电力大学毕业设计（论文）撰写格式：1、封面（院系领取封面纸，按规定模板自行打印）2、正文页面设置：纸张规格为A4 ；版面上空2.5cm,下空2cm,左空2.5 cm，右空2 cm（左装订）。
摘要在最近二十年，作为一类新兴的优化技术，多目标进化算法吸引了极大关注，许多学者提出了不同的算法，多目标进化算法已经成为处理多目标工程设计和科学研究问题的重要方法。
许多MOEA的方面被广泛地调研，然而一些问题仍然没有被很好地受到关注。
例如，随着这类算法的快速发展，对算法之间性能进行比较变得越来越重要。
本文分析总结了两种目前流行的所目标进化算法的基本原理，并通过算例来比较它们的性能。
本文主要工作内容如下：1.简要回顾了多目标进化算法的发展历史，按照算法原理与进化模式将算法分类。
2.简述多目标问题及进化算法的相关技术，详细分析了NSGA-II算法和MOGLS算法。
3.分别利用NSGA-II算法和MOGLS算法对算例进行求解，并用C指标对两种算法的结果进行评价，得出它们各自的优缺点。
多目标问题仍向算法设计，呈现和执行提出挑战。
不断变化的多目标问题很少被考虑到它的时变特性，对此有效的多目标进化算法很罕见，多目标进化算法的结合量计算和有区别的进化还始终停留在初级阶段。
多目标进化算法的应用应该在未来不断地延续，MOEA的理论分析比它本身更复杂而且应该通过主要从事计算机和数学研究人员的努力工作来解决。
关键词：多目标优化，进化算法，适应度计算，精英保留，局部搜索ABSTRACTIn the past two decades, as a new subject，Multi-Objective Evolutionary Algorithm (MOEA) has attracted much attention, the numerous algorithms have been proposed and MOEA has become the important approach to deal with multi-objective optimization problem （MOP）of engineering design and science research. Many aspects of MOEA have been extensively investigated, however, some problems are still not considered very well. For example,under the condition that many algorithms are brought up, the methods that compare the performance between the algorithms have become very prominent. The main principles of two popular algorithms were analyzed in this paper.The main work of this paper can be sumrised as the following:1.A brief review of the history and current studies of MOEA was brought out.All common algorithms have been distributed into several sorts.2 MOP and the relational technique of MOEA was introduced concisely.Then NSGA-II and MOGLS were expounded in detail.3 NSGA-II and MOGLS were used for solving the same Multi-Objective scheduling problem separately and their sesults was evaluated by C norm, through this ,the advantage and defect of these two algorithms have been emerged.MOOP still poses the challenges for algorithm design, visualization and implementation. The dynamic MOP is seldom considered for its time-varying nature. The effective pMOEA is very sparse and the MOEA combining quantum computing and differential evolution is still in the infancy period. The applications of MOEA should be extended continuously in the near future. The theory analysis of MOEA is more complicated than MOEA itself and should be considered through the hard works of researchers majoring in computers and mathematics et al.KEY WORDS: multi-objective optimizatio n,evo lutio nary algorithm,fitness calculating,elitism duplication,local search目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1究背景及意义 (1)1.2多目标进化算法的研究现状 (2)1.3本文研究内容 (4)第2章多目标进化算法 (6)2.1 多目标优化基本概念 (6)2.1.1多目标优化问题描述 (6)2.2多目标遗传算法设计的关键技术 (7)2.2.1适应值设计 (7)2.2.2维持群体多样性 (7)2.2.3精英保留策略 (10)2.3 NSGA-Ⅱ和MOGLS算法 (14)!异常的公式结尾2.3.2MOGLS (16)2.4本章小结 (13)附录 (28)致谢 (35)第3章优化算例及分析 (30)3.1多目标遗传算法的性能评价 (20)3.3.1性能评价指标 (20)3.3.2测试函数及其设计 (25)3.2二级标题 (35)3.3二级标题 (40)3.3.1三级标题 (40)3.3.2三级标题 (45)第 4 章总结 (30)4.1二级标题 (30)4.2二级标题 (35)4.3二级标题 (40)4.3.1三级标题 (40)4.3.2三级标题 (45)参考文献 (50)附录 (51)致谢 (52)第1章绪论许多科学研究和工程实践中遇到的优化问题，通常需要综合考虑多方面因素，这就要求在解决问题时同时对多个目标进行优化，这样的问题被称为多目标优化问题(Multi-Objective Optimization Problem, MOP)，它们有许多冲突的目标。
毕业设计(论文)题目：软测量技术的机理分析方法在热工测量中的应用院系控制科学与工程学院专业班级测控技术与仪器0501班学生姓名王海明指导教师韦根原二○○九年六月软测量技术的机理分析方法在热工测量中的应用摘要软测量技术在电厂热工测量中的应用越来越重要，尤其是以机理分析方法为基础的软测量技术在热工测量中发挥着无法替代的作用。
本文首先介绍软测量技术的原理、建模方法、测量特点，其次结合有关热工对象的动力学特征，根据软测量技术原理中的工艺机理分析的方法，阐述了热量信号的构造原理，并且探讨炉膛压力与锅炉燃烧状态的关系，最后说明工艺机理分析方法在热工测量领域中优劣势及在其它参数测量中的应用。
关键词：软测量；热工测量；热量信号；工艺机理MECHANISM ANALYSIS OF SOFT-SENSING TECHNIQUE AND ITSAPPLICATION IN THERMALMEASUREMENTSAbstracIn power plant, the applications of Soft-sensing technology in the measurement of thermal become more and more important. In particular, the mechanism is based on analysis of the soft-sensor technology in the thermal measurement is playing an irreplaceable role. This paper first introduces the principle , modeling methods and measurement characteristics of soft-sensing technique, followed by combination of the thermal characteristics of the object dynamics,and based on the principle of the mechanism of the process analysis method,the article expounded the principle of the structure of the heat signal ,discussed the boiler furnace pressure and the relationship between the state, and finally explain the advantages and disadvantages of the mechanism of analysis technology in the field of thermal measurement and the applications in other measurement parameters.Keywords: Soft-sensing; Thermal measurement; Heat signal; Process mechanism;目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 软测量技术发展概况 (1)1.3 本文研究内容 (1)2 软测量技术 (2)2.1 软测量的原理及内容 (2)2.1.1 辅助变量的选择原则 (2)2.1.2 数据处理 (2)2.1.2.1 误差处理 (2)2.2.2.2 数据的变换 (3)2.1.3 数据模型的建立方法 (3)2.1.4 软测量模型的在线校正 (3)2.2 软测量的基本思想 (4)2.3 软测量的测量特点 (4)3 锅炉燃烧室的动态特征 (5)3.1 燃烧室的动态特性 (5)3.2 炉膛建模前的假设 (5)3.3 炉膛内部机理过程的分析 (6)4锅炉燃烧室热量信号的模型 (11)4.1 热量信号前言 (11)4.2 机理分析法构成热量信号 (11)4.3 蓄热系数的确定 (13)/dt的实现 (14)4.4 微分信号dPb5炉膛压力与燃烧状态的关系 (16)5.1 炉膛压力产生机理 (16)5.2 炉膛压力与燃烧的关系 (16)5.3 锅炉实际燃烧时W与P的关系 (16)6锅炉汽包真实水位的软测量 (17)6.1 锅炉汽包水位机理分析 (17)6.2 电厂汽包水位软测量模型的建立 (17)6.3 汽包水位软测量系统的实现 (19)6.3.1 D的确定 (19)6.3.2 W的确定 (19)6.3.3 h(0)的确定 (20)6.3.4 汽包水位软测量系统的实现模型 (21)7结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)1 绪论1.1 课题背景随着现代工业过程对控制、计量、节能增效和运行可靠性等要求的不断提高，各种要求日益增多。
过程操作和控制人员往往不满足于对温度、压力等常规变量的检测和控制，而更多地希望对成分、物性等与过程操作和控制密切相关的检测参数进行更直观的检测和控制。
该问题一方面可以采用近年来在过程控制和检测领域涌现出的一种新技术——软测量来解决；另一方面可以通过沿袭传统的测量技术发展思路，通过研制新型的过程测量仪表，以硬件形式实现过程参数的直接在线测量来解决。
1.2 软测量技术发展概况在电力市场深入改革的今天，厂网分开、竞价上网使各发电厂为了加强市场竞争力而努力提高发电效率，降低发电成本。
然而，影响火电厂经济运行的一个重要因素是许多重要技术参数和经济参数难以进行在线实时测量，如烟气含氧量、飞灰含碳量、煤种发热量、球磨机负荷等都是直接反映发电效率和运行安全的重要热工参数，出于技术或经济上的原因，无法用常规的传感器直接测量。
一方面，电厂对某些难测参数采用的人工取样化验离线分析方法，化验滞后大、采样周期长、代表性差，难以直接用于指导控制；另一方面，火电厂许多生产环节为保证安全和稳定性，被迫采取保守工况运行，牺牲了经济性。
采用软测量技术是解决以上问题的有效途径之一[6]。
20世纪90年代以来，软测量技术在理论研究和实际应用方面均取得了迅速发展，它是利用一些易于实时测量的、与被测变量密切相关的变量(二次变量)，通过在线分析，来估计不可测或难测量变量的方法。
以集散控制系统 DCS为代表的先进控制系统在我国电力系统得到了广泛应用，其强大的数据采集和数据处理及数据传输功能，配合软测量技术对各种难测变量的实时监测，若加入状态判断及输出驱动功能，可实现对相关过程的优化运行。
因此，对热工过程的难测变量进行软测量，对于电厂相关生产过程的操作和监控，以及优化管理方面都具有重要作用和意义。
1.3 本文研究内容本论文的研究方向是通过燃料在锅炉内燃烧的工艺机理建立热量信号的数学模型，构成符合实际应用的软信号。
此模型建立在符合实际的假设基础之上，虽然忽略了一些条件，没有完全真正的达到理想的模型，但是在工业电力生产中却可以达到相应的要求。
2软测量技术2.1 软测量的原理及内容软测量就是依据可测、易测的过程变量(称为辅助变量)与难以直接检测的待测变量(称为主导变量)的数学关系，根据某种最优准则，采用各种计算方法，用软件实现对待测变量的测量或估计。
软测量技术主要包括四个方面：1)辅助变量的选取：2)数据处理；3)软测量模型的建立；4)软测量模型的在线校正。
2.1.1 辅助变量的选择原则[1]辅助变量的选择原则为：1）灵敏性：能对过程输出(或不可测扰动)作出快速反应。
2）特异性：能对过程输出(或不可测扰动)之外的干扰不敏感。
3）工程适应性：工程上易于获得并达到一定的测量精度。
4）精确性：构成的估计器达到要求的精度。
5）鲁棒性：构成的估计器对模型误差不敏感。
2.1.2 数据处理2.1.2.1 误差处理从现场采集的测量数据，由于受仪表精度和测量环境的影响，一般都不可避免地带有误差，有时甚至有严重的过失误差。
如果将这些现场测量数据直接用于软测量，会导致软测量的精度降低，甚至完全失败。
因此，测量数据必须经过误差处理。
测量数据的误差：随机误差、系统误差和过失误差。
1）随机误差的处理：符合统计规律，工程上多采用数字滤波算法。
如：中位值滤波、算术平均滤波和一阶惯性滤波等。
随着计算机优化控制系统的使用，复杂的数值计算方法对数据的精确度提出了更高的要求，于是出现了数据一致性处理技术。
基本思想：根据物料或能量平衡等建立精确的数学模型，以估计值与测量值的方差最小为优化目标，构造一个估计模型，为测量数据提供一个最优估计。
2）系统误差的处理：系统误差的消除和修正，是指使其影响减小到仪器测量的精度以内。
否则，精确的测量便失去意义。
对于系统误差进行消除和修正时常采用的几种方法。
(i)修正法:对于有些零值误差，如千分尺使用时间较长后产生的磨损，可引入一个修正值，在测量时进行修正。
对于仪器的示值误差，可通过与高精度仪器比较，或根据理论分析导出修正值，予以修正。
(ii)交换法:在测量中对某些条件(如被测物的位置)进行交换，使产生系统误差的原因对测量结果起相反的作用。
例如，为了消除天平不等臂误差，可采用“复秤法”，即交换被测物和砝码的位置再测一次，取两次结果的平均值。
(iii)补偿法:例如在量热学实验中，采用加冰降温，使系统的初温低于环境温度而吸热，以补偿在升温时的热损失。
(iv)对于实验中，由于方法(例如伏安法测电阻)或人员(例如观测者对准目标时习惯偏向一方)引起的系统误差，应逐项进行分析、并予以修正。
过失误差处理：含有过失误差的数据出现的机率较小，但是，一旦出现则可能严重破坏数据的统计特性，导致软测量的失败。
提高测量数据质量的关键：及时侦测、剔除和校正含有过失误差的数据。
侦测过失误差的方法：(i)对各种可能导致过失误差的因素进行理论分析；(ii)借助于多种测量手段对同一变量进行测量，然后进行比较；(iii)根据测量数据的统计特性进行检验等。
2.1.2.2 数据的变换对数据的变换包括标度、转换和权函数三方面。
工业过程中的测量数据有着不同的工程单位，直接使用这些数据进行计算，不能得到准确结果，甚至结果分散。
利用合适的因子对数据进行标度，能够改善算法的精度和稳定性。
转换包含对数据的直接转换以及寻找新的变量替换原变量两个含义。
通过对数据的转换，可以有效地降低非线性特性。
权函数则可实现对变量动态特性的补偿。
合理使用权函数使我们有可能用稳态模型实现对过程的动态估计。
2.1.3 数学模型的建立方法建立工业数学模型的基本方法有：机理分析法和实验法，或者是将这两种方法结合起来的半经验半实验的方法。
1）机理分析法：通过分析过程的运动规律，运用一些已知的定理、定律和原理（如化学动力学原理、生物学定律、牛顿定理、物料平衡和能量平衡方程、传热传质原理等），建立起过程的数学模型。
