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基于时延神经网络的风电场集总调压动态建模

电力系统及其自动化学报 2022年第10期34卷 104-111页

作者：李丹刘厦郭希海孙羽国家电网公司东北分部沈阳110180 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

风电场并网调压依赖于场内风电机组无功支撑能力,而机组分散运行及其工况差异使场级集总调压动态表征面临很大挑战,不利于场级调压特性监测及调压控制器的改进设计。针对这一问题,本文基于数据驱动时延神经网络算法提出一种风电场全工... 详细信息

风电场并网调压依赖于场内风电机组无功支撑能力,而机组分散运行及其工况差异使场级集总调压动态表征面临很大挑战,不利于场级调压特性监测及调压控制器的改进设计。针对这一问题,本文基于数据驱动时延神经网络算法提出一种风电场全工况下集总调压特性动态等值建模方法。首先,基于风电场集总调压原理及策略分析明确调压响应的输入和输出,根据多工况下调压实验数据,采用传递函数、子空间辨识的线性建模及间隙测度方法评估各工况下调压动态差异度。然后,根据场级调压动态超短时响应特点,提出基于时延神经网络的全工况集总动态等值建模方法。最后,根据东北某风电场调压运行数据进行仿真验证,仿真结果表明,所提方法可高精度逼近具有超短时采样周期的场级集总调压特性,有效提升风电场并网友好性。

关键词：风电场快速调压时延神经网络动态等值建模间隙测度参数辨识子空间辨识

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超超临界机组模型的非线性分析及控制

热能动力工程 2014年第3期29卷 290-296,344页

作者：朱亚清陈世和张曼曾德良广东电网公司电力科学研究院广东广州510080 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

为了实现大型超超临界机组的大范围变负荷稳定运行,引用了间隙测度概念,分析了某3输入3输出的1 000MW超超临界机组模型的非线性特性,结合(K均值)聚类算法实现了机组负荷的划分和典型工况点的选定。采用小偏差线性化的方法得到每个典型... 详细信息

为了实现大型超超临界机组的大范围变负荷稳定运行,引用了间隙测度概念,分析了某3输入3输出的1 000MW超超临界机组模型的非线性特性,结合(K均值)聚类算法实现了机组负荷的划分和典型工况点的选定。采用小偏差线性化的方法得到每个典型工况点下的线性化模型,然后基于H∞回路成形设计出每个线性化模型对应的鲁棒控制器,最后结合模糊监督控制给出了模糊多模型监督控制设计方案。实验仿真结果表明:该控制器设计方案实现了超超临界机组负荷的快速跟踪,为非线性系统的控制问题提供了一个新方法。

关键词：间隙测度非线性分析 H∞回路成形模糊多模型监督控制

非线性系统多模型分析及增益调度PID控制器设计

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非线性系统多模型分析及增益调度PID控制器设计

作者：李才永华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

本文提出一种非线性系统选择工作点的理论方法,并给出了相应的增益调度PID控制器设计方法。首先对非线性系统进行多模型分析:应用间隙测度理论分析非线性系统各平衡点上的线型模型,合理地选择工作点及局部线性模型并确定其工作范围;然... 详细信息

本文提出一种非线性系统选择工作点的理论方法,并给出了相应的增益调度PID控制器设计方法。首先对非线性系统进行多模型分析:应用间隙测度理论分析非线性系统各平衡点上的线型模型,合理地选择工作点及局部线性模型并确定其工作范围;然后采用H∞回路成形控制器设计方法根据各局部线性模型在每个工作点设计局部鲁棒PID控制器;最后用Hanus方法实现局部控制器的抗回绕无差切换,以得到非线性系统的全局增益调度PID控制器。文末的设计实例取得了良好的效果,证明这是一种简单可行的、可以取得良好鲁棒性能的非线性系统控制器设计方法,也证明了选择非线性系统工作点的理论方法的正确性。

关键词：间隙测度多模型分析 H_∞ 回路成形增益调度非线性系统

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机炉负荷控制非线性模型分析

机炉负荷控制非线性模型分析

作者：任娟娟华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

大型火电单元机组机炉协调控制系统是一个较复杂的多变量非线性控制系统,所以对模型进行深入的研究有着非常重要的意义。对象建模和控制算法是火电机组协调控制系统优化的两个重要方面,建立能够精确反映火电机组动态特性和非线性特性的... 详细信息

大型火电单元机组机炉协调控制系统是一个较复杂的多变量非线性控制系统,所以对模型进行深入的研究有着非常重要的意义。对象建模和控制算法是火电机组协调控制系统优化的两个重要方面,建立能够精确反映火电机组动态特性和非线性特性的模型是这一工作的基础。本文首先介绍了三个典型的机炉非线性对象模型,并从其结构、物质、能量平衡关系、稳态模型等方面进行分析,通过仿真分析了其动态特性和非线性特性。针对如何判断非线性系统的“非线性程度”,以及是否值得设计非线性控制器这一非线性控制基本问题,利用基于相对非线性测度和间隙测度的非线性度量化方法来分析模型的非线性度的变化。在深入分析模型的非线性特性的基础上,指出各模型的非线性强弱随机组工作点变化的变化;在此基础上,对机组长期运行负荷数据进行聚类分析,找出机组运行的主要工作区间,深入分析这些工作区间模型的非线性测度变化曲线。在深入研究160MW燃油机组模型的基础上,引入增益调度控制方法,并对一已有增益调度控制器进行了仿真,从而对模型非线性特性有了更深入的认识。深入学习多变量内模控制方法,对某500MW模型设计相应的内模控制器,并进行仿真。对盘由660MW模型进行了大量模型扰动实验,并对其非线性测度和间隙测度进行了分析、比较和研究。

关键词：协调控制系统非线性模型多变量内模控制非线性测度间隙测度

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非线性过程的线性控制分析及设计

非线性过程的线性控制分析及设计

作者：李佳奇华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

本文针对如何判断非线性系统的“非线性”程度,以及线性控制器能否满足非线性系统控制——这一非线性控制基本问题,提出一种基于抗干扰性能的非线性度量化方法。此方法主要考虑闭环系统所有操作区域内单一控制器的抗干扰能力,通过对典... 详细信息

本文针对如何判断非线性系统的“非线性”程度,以及线性控制器能否满足非线性系统控制——这一非线性控制基本问题,提出一种基于抗干扰性能的非线性度量化方法。此方法主要考虑闭环系统所有操作区域内单一控制器的抗干扰能力,通过对典型过程控制系统的分析,验证该方法优于间隙测度方法。随后,本文对U形管蒸汽发生器水位控制这一典型非线性系统,提出一种结合基于静态增益的前馈控制器设计和基于间隙测度的反馈控制器设计方法,通过仿真实例说明此方法的有效性。

关键词：非线性测度非线性系统抗干扰性能间隙测度前馈控制

1000MW超超临界机组协调控制系统的研究与应用

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1000MW超超临界机组协调控制系统的研究与应用

作者：张曼华北电力大学

学位级别：硕士

随着能源问题的日益突出,节能减排也受到越来越多的关注,结合我国电力结构的特点,大容量高参数的火电机组必将成为未来的一个主流。同时随着一些新能源发电给电网带来波峰冲击,为了吸纳这些强波动、间歇性新能源电力,维持电网的稳定与... 详细信息

随着能源问题的日益突出,节能减排也受到越来越多的关注,结合我国电力结构的特点,大容量高参数的火电机组必将成为未来的一个主流。同时随着一些新能源发电给电网带来波峰冲击,为了吸纳这些强波动、间歇性新能源电力,维持电网的稳定与电能质量,这需要火力发电参与深度调峰运行,这也预示着对火电机组的控制要求越来越高。但是随着机组容量的不断增大,机组会呈现出一些强耦合、强非线性特性,这些都不利于对机组的高效控制。如果可以对大型火电机组的非线性进行定量的分析,然后基于这些特性设计出一套安全、高效的控制方案,这对提高电厂的经济指标有很大的现实意义。本文主要对超超临界机组协调控制系统的非线性特性及控制器的设计进行了相关研究。首先利用机理建模的方法,对超超临界机组的单元机组建立了一个便于控制器设计的简化模型,借助谏壁电厂1000mw超超临界13号单元机组的历史运行数据,通过改进后的遗传算法对模型参数进行了辨识。然后以此模型为研究对象,借助引入间隙测度的概念,对模型的非线性特性进入了深入的研究,得到了功率、温度、压力的变化对系统的非线性影响依次减弱的结果。为了实现对机组大范围变负荷运行时的快速跟踪任务,文章借助H∞控制理论,给出了一种基于H∞回路成形设计控制器的方案。针对设计过程中前置补偿器参数不易确定的难题,文章提出了基于遗传算法的H∞回路成形设计方法,针对该方法计算的H∞控制器阶次过高不易工程实现问题,本文提出了一种PID近似控制器降阶的方法。然后对不同工况点下的线性化模型,运用上面的方法得到了对应的鲁棒P1D控制器,最后结合模糊控制原理,设计出了模糊多模型监督控制方案,然后通过三组定值跟踪实验表明,这种设计方案实现了大型火电机组的大范围变负荷快速跟踪。

关键词：超超临界机组间隙测度非线性分析 H∞回路成形

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非线性系统的非线性度分析及增益调度控制

非线性系统的非线性度分析及增益调度控制

作者：傅彩芬华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

本文针对如何判断非线性系统的“非线性”程度,以及是否值得设计非线性控制器——这一非线性控制基本问题,提出一种基于间隙测度的非线性度量化方法。进而利用此方法对一非线性基准锅炉系统来进行了分析与控制。对具有强非线性的系统,... 详细信息

本文针对如何判断非线性系统的“非线性”程度,以及是否值得设计非线性控制器——这一非线性控制基本问题,提出一种基于间隙测度的非线性度量化方法。进而利用此方法对一非线性基准锅炉系统来进行了分析与控制。对具有强非线性的系统,提出一种基于回路成形的增益调度控制结构,简化了增益调度控制结构及设计过程,具有参数的在线调整容易,实现简单等特点,从而为增益调度控制的工程应用奠定了基础。最后针对一个化工过程,说明此方法的有效性。

关键词：间隙测度非线性系统 H_∞回路成形:线性变参数系统:增益调度

500MW单元机组协调控制系统的非线性度分析

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广东电力 2012年第12期25卷 51-56页

作者：任娟娟胡勇广东电网公司电力科学研究院广东广州510080 华北电力大学北京102206

为分析锅炉-汽轮机系统的非线性对控制系统的影响,提出基于间隙度量的非线性度概念,将其应用于分析500 MW单元机组协调控制系统的动态。采用简单的内模比例积分微分控制、V-规范型多变量内模控制设计了多变量内模控制器,并以非线性模型... 详细信息

为分析锅炉-汽轮机系统的非线性对控制系统的影响,提出基于间隙度量的非线性度概念,将其应用于分析500 MW单元机组协调控制系统的动态。采用简单的内模比例积分微分控制、V-规范型多变量内模控制设计了多变量内模控制器,并以非线性模型为仿真对象进行大范围升降实验。结果表明该控制器可以克服模型工作点变化所带来的非线性问题,同时又可以保证控制回路间的有效解耦。

关键词：协调控制系统非线性度间隙测度内模控制

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Alstom气化炉控制基准问题的分析研究

江苏电机工程 2010年第6期29卷 7-10页

作者：郝飞刘吉臻谭文南瑞继保电气有限公司江苏南京210006 华北电力大学北京102206

气化炉控制基准问题是对一类多变量、强耦合、非线性的系统模型进行控制的问题。针对这一模型首先采用间隙测度的方法对其进行了的非线性度的分析,并进行了线性化处理;结合RGA在分散控制中确定操纵变量和被控变量之间的配对关系的方法,... 详细信息

气化炉控制基准问题是对一类多变量、强耦合、非线性的系统模型进行控制的问题。针对这一模型首先采用间隙测度的方法对其进行了的非线性度的分析,并进行了线性化处理;结合RGA在分散控制中确定操纵变量和被控变量之间的配对关系的方法,引入了一种改进的、实用的回路变量配对的准则,考虑了系统的动态行为。最后根据分析结果,给出了系统的控制结构的设计方案。

关键词：厂级控制非线性度间隙测度分散控制相对增益阵列