解耦控制在低负荷给水控制系统中的应用

基于解耦和 DOB 的 DMC 在机炉协调控制系统中的应用笪凌云;沈炯;李益国;吴啸【摘要】A decoupling and disturbance observer (DOB)based dynamic matrix control (DMC) scheme is proposed to handle the strong coupling effects and immeasurable disturbances of the boiler-turbine coordinated system in the supercritical power plant.In order to eliminate the coupling effects,dynamic decoupling is first carried out in the controlled plant.Then DOBs are designed for each main diagonal channel of the generalized object to estimate the disturbances and compensate for the DMC output.The model of a 600 MW supercritical unit based on Modelica is established as the research object.The simulation results demonstrate that the proposed scheme has good disturbance re-sistance ability,which can overcome the effects of the excessive compensation generated by DOB in the conventional DOBDMC method,and restrain the issues of coupling effects and immeasurable dis-turbances.Therefore,the ability of restraining disturbance of the system is improved.%针对超临界机组协调控制系统具有强耦合以及存在大量不可测扰动等特点，提出一种基于解耦和扰动观测器的动态矩阵控制方案。

核电站给水泵和给水调节阀的耦合效应对系统运行稳定性的影响分析作者：孙长义刘安林何欧来源：《科技视界》2020年第11期摘要通过大量的文献调研，明确了核电站给水流量调节系统给水泵和调节阀多变量控制系统存在耦合扰动效应。

本文利用同类型给水调节装置中已有的泵和阀控制系统传递函数矩阵模型，建立了给水泵和给水调节阀多变量耦合控制并在工程仿真软件Simulink中进了仿真验证，证明了控制通道耦合效应的存在。

利用合理的解耦算法，得到了泵-阀耦合调节通道的解耦控制器，并对加入解耦控制器前后的给水调节系统动态响应进行了Simulink仿真分析。

结果表明：通过解耦计算，找到合理的解耦控制器，可以有效削弱多变量耦合控制系统中的耦合效应，對指导核电站二回路泵-阀耦合系统解耦控制有较大的参考价值。

关键词给水调节;耦合效应;解耦控制器;仿真分析中图分类号： TD744 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码： ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.11.0280 引言对于核电站蒸汽发生器的给水控制系统，一般有明确的特性要求：1）系统稳定性好，抗干扰能力强;2）负荷跟踪能力好，能适应二回路快速的负荷变化;3）能承受超过50%FP的负荷阶跃变化，并保证装置运行的稳定性等。

组成蒸汽发生器液位控制系统的控制变量有三个：给水流量、蒸汽流量和蒸汽压力制。

给水流量作为蒸汽发生器液位控制系统的最主要控制变量，其向液位控制系统提供的流量参数特性将直接决定蒸汽发生器的液位控制效果。

例如，对于蒸汽发生器液位控制中常用的线性PID 控制器，输入参数（给水流量）的不稳定，将导致被控参数（液位）的波动，严重的可能引起蒸汽发生器二次侧满水或二次侧液位过低导致传热恶化等。

图1 核电站二回路给水流量调节系统1 给水流量调节系统蒸汽发生器的液位控制变量中，给水流量的调节主要通过控制二回路给水泵的转速和给水调节阀的开度来实现，如图1所示。

液力耦合器在给水泵的应用及节能分析发布时间：2022-09-08T06:14:30.600Z 来源：《福光技术》2022年18期作者：李辉[导读] 本文主要对给水泵液力耦合器的工作原理及特点做了介绍，并对其节能效果做了分析。

李辉乌石化公司热电生产部汽机车间新疆乌鲁木齐 830019 摘要：本文主要对给水泵液力耦合器的工作原理及特点做了介绍，并对其节能效果做了分析。

关键词：给水泵液力耦合器节能我厂三期有2台蒸发量为450t/h锅炉，配备有3台110%锅炉最大连续蒸发量的调速给水泵。

给水泵为电机驱动，通过液力耦合器进行调速，正常情况2台运行1台备用。

一、液力耦合器的类型液力耦合器按其应用特性可分为3个基本类型：普通型，限矩型，调速型。

我厂使用的是调速型液力耦合器。

调速型液力耦合器特点是在输入转速不变的情况下，通过改变工作腔油充满度（通常以导管调节）来改变输出转速及力矩，即所谓的容积式调节。

调速型液力耦合器因自身结构原因和其输出转速调节幅度大、传递功率大的特点，必须有工作液体的外循环和冷却系统，使工作液体不断地进出工作腔，以调节工作腔的充满度和散逸热量。

调速型液力耦合器又分为进口调节式，出口调节式，复合调节式。

进口调节式调速型液力耦合器结构紧凑，体积小，质量轻，辅助系统简单。

但因外壳与泵轮一起旋转及调速过程中工作液体重心的不停变化，造成了平衡精度下降和振动加大，故不宜高速情况下使用，多用于转速不超过1500r/min 的中小功率场合。

这种液力耦合器又因安装调试困难，调速响应慢，故障率高等原因，其生产与应用日趋减少。

出口调节式调速型液力耦合器工作腔进口由定量泵供油，流量不变，出口流量随导管开度的调节而变化，导致工作腔充满度和输出转速的变化。

由于调速响应快（十几秒钟），故又称快速调节耦合器。

其特点：结构紧凑，质量轻，运动精度高，调速反应快，适用于高转速和要求快速调速的场合，广泛应用于风机、泵等设备上。

复合调节式液力耦合器工作腔的进、出口流量可同时调节，虽然结构较为复杂，但可降低供油泵流量需求和更好地控制工作液体温度。

给水自动控制系统在低负荷阶段的调节方法摘要低负荷阶段的给水自动调节一直是实现火力发电机组全程给水自动控制的一个难点。

本文分析了某发电机组的全程给水自动控制系统，着重研究了这一系统中各个受控对象之间的相互影响和相互作用。

针对原系统中汽包水位调节过程与给水泵出口压力调节相互耦合的问题，并从解耦控制和重新构造调节系统的角度探讨了解决这一问题的方法和途径。

关键词全程给水控制；安全特性；解耦控制Abstract：the low load stage of the feedwater automatic regulation has been the implementation of thermal power generating units feed water automatic control of a difficulty. This article analyzes some generating units feed water automatic control system, focusing on the system each controlled object between the mutual influence and interaction. According to the original system in drum level regulation process and water pump outlet pressure regulating coupling problem, and from the decoupling control and reconstruction of control system were discussed the method that solves this one problem and way.Key words：water supply control safety characteristics of decoupling control在大型火力发电机组汽包锅炉全程给水控制中，由于机组在高、低负荷下具有不同的对象特性，一般控制系统采用单冲量控制、三冲量控制等变结构控制方法。

火电汽轮机组热电解耦技术研究柳磊;杨建刚;王东;刘成【摘要】针对供热机组受传统“以热定电”运行模式限制,单机调峰能力低(最大仅有50％),无法满足深度调峰的问题,以国电集团西北地区所辖火电供热机组的实际运行情况为出发点,结合汽轮机组节能诊断及机组改造经验,提出了高、低压旁路联合供热,低压缸切缸运行两种热电解耦技术方案,通过比选得出两种技术方案的优缺点及适用范围.【期刊名称】《宁夏电力》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】5页(P62-66)【关键词】火电机组;灵活性改造;深度调峰;热电解耦【作者】柳磊;杨建刚;王东;刘成【作者单位】国电科学技术研究院银川电力技术分院,宁夏银川,750011;东南大学,江苏南京,210000;国电科学技术研究院银川电力技术分院,宁夏银川,750011;国电科学技术研究院银川电力技术分院,宁夏银川,750011【正文语种】中文【中图分类】TK262近年来，随着我国风力、光伏发电占比的增加，同时受经济放缓因素影响，全社会工业用电负荷大幅下降，部分地区（主要是东北、新疆、甘肃、宁夏等“三北地区”）出现了严重的弃风、弃光问题，尤其是冬季供热期间，受火电装机容量大、调峰能力弱等因素限制，电网对风电和光伏的消纳形势变得日趋严峻［1-2］。

目前，火电机组是“三北”地区的主要电源点，装机容量超过400 GW，通过国家政策引导，对“三北”地区火电机组运行进行灵活性改造，可释放100 GW以上的调峰空间［3-6］。

尤其是在冬季供热期间，通过热电解耦技术，提高火电供热机组的深度调峰能力，解决电网对风电和光伏的消纳难题。

该技术是现阶段各电力科研院所及发电集团关注的主要问题之一。

本文以国电西北地区所辖火电供热机组的实际运行情况［7］为出发点，结合汽轮机组节能诊断及机组改造经验［8-10］，提出了高、低压旁路联合供热技术，低压缸切缸运行技术两种热电解耦技术方案，并通过比选给出了两种方案的优缺点及适用范围。

管道压力和流量解耦控制系统实验一、实验目的1、学习解耦控制控制的原理。

2、了解解耦控制控制的特点。

3、掌握解耦控制控制的设计。

二、实验设备A3000-FS/FBS现场系统，任意控制系统。

三、实验原理一种方法是使用换热器进行解耦控制系统实验。

另外一种方法是使用压力和流量进行解耦实验，要求控制器响应速度很快，所以不能使用ADAM4000模块来做。

1、控制结构管道中流量压力控制系统就是相互耦合的系统。

控制阀1和2对系统压力的影响程度同样强烈，对流量的影响程度也相同。

因此，当压力偏低而开大2#控制阀时，流量也将增加，此时通过流量控制器作用而关小1#阀，结果又使管路的压力上升，阀1和2相互间互相影响着，这是一个典型的关联系统。

关联的系2、实验方案1#调节阀2#调节阀图6-20 管道压力与流量解耦控制实验被调量 为1#，2#调节阀开度，控制目标是管道中流量和压力。

如果使用两个独立的调节仪来控制，难以得到好的效果，但是我们可以与解耦后的效果进行比较。

由于调节阀不是线性的，整个系统的准确数学模型难以得到。

所以我们只针对小范围变化，静态条件下进行解耦，脱离这个条件可能效果不是很好，但是应该比不解耦的要好。

对于调节阀，流量压力关系：)()(2121012p p p p h -=-=μμ 相对增益矩阵：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎥⎢⎢⎢⎢⎣⎢--------=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21201020212021201012,,,,μμp p p p p p p p p p p p p p p p p h (6-1) 我们固定P1小范围内。

由于不涉及温度等问题，所以该过程基本上只与压力和开度有关，是时不变的。

P0=12.4m 水柱，P2=0.9m 水柱。

如果P1=5m 水柱左右，系统耦合非常严重，需要解耦。

如果控制目标的P1定义在5.75m 水柱(10 mA)。

那么增益矩阵为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡,0.580.42,0.42,,58.0 此时是一个耦合的严重系统。