本發(fā)明屬于鍋爐自動控制
技術領域：
，涉及電站鍋爐再熱蒸汽溫度的控制方法，尤其是涉及一種電站鍋爐再熱蒸汽溫度的煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)協(xié)調(diào)預測控制方法，適用于火電機組的再熱汽溫的自動控制。
背景技術：
：將電站鍋爐再熱蒸汽溫度控制在允許的設定值范圍，是提高發(fā)電機組的經(jīng)濟效益、保證機組安全運行的不可缺少的環(huán)節(jié)，日益受到發(fā)電廠家和科研人員的高度重視。如今幾乎所有的大型電站機組都要參與電網(wǎng)調(diào)峰，對中調(diào)自動發(fā)電控制(AGC)指令的響應速度極大的關系到電廠的經(jīng)濟效益和社會效益。而對AGC指令做出快速響應的前提是機組自身的各參數(shù)能夠良好的維持在安全范圍內(nèi)，這需要機組具備性能優(yōu)良的自動控制系統(tǒng)予以保證。然而由于火力發(fā)電生產(chǎn)過程的特殊性和蒸汽管道構造的復雜性，對再熱蒸汽溫度對象的控制比較困難。其中由于機組負荷的隨機性波動，導致擾動頻繁且擾動量較大，尤其是對于機組負荷或者等價地說主蒸汽流量的擾動，致使再熱汽溫經(jīng)常波動。在再熱汽溫的控制手段方面，主要有煙氣側(cè)的煙氣擋板調(diào)節(jié)、擺動燃燒器調(diào)節(jié)、汽-汽換熱器調(diào)節(jié)，以及蒸汽側(cè)的噴水減溫調(diào)節(jié)。不同的機組，一般都設計有上述煙氣側(cè)調(diào)節(jié)方式之中的一種作為主要煙氣側(cè)控制調(diào)節(jié)方式，同時也有蒸汽側(cè)控制的噴水減溫調(diào)節(jié)作為緊急調(diào)節(jié)方式或稱事故噴水，前者是一種經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方式，而后者只是作為緊急情況下的輔助手段，不宜長期使用。二者的使用應該滿足表1的經(jīng)濟性配合：表1.煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)的運行情形組合IIIIIIIV煙氣側(cè)控制＝0≥0＝0>0蒸汽側(cè)控制＝0＝0≥0>0表1中，煙氣側(cè)控制>0則表明需要煙氣側(cè)控制維持正常的再熱汽溫(若關閉則溫度下降而不足)，蒸汽側(cè)控制>0則表明需要蒸汽側(cè)控制維持正常的再熱汽溫(若關閉則溫度上升而超溫)。煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)運行組合有四種，其中情形I表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均不需要控制而汽溫就能維持在期望值，這種情況極少出現(xiàn)；情形II表明需要煙氣側(cè)控制而不需要蒸汽側(cè)控制來維持汽溫在期望值，這種情況是最經(jīng)濟的；情形III表明不需要煙氣側(cè)控制而需要蒸汽側(cè)控制來維持汽溫在期望值，這種情況若發(fā)生了，是需要暫時使用的，但是不經(jīng)濟，相當于鍋爐先通過消耗燃料來加熱蒸汽，吸熱多了，又只好通過噴水來降溫；情形IV表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均需要參與控制而維持汽溫在期望值，這種情況相當于我們主觀上就是在一邊加熱一邊降溫，這顯然是需要極力避免的。由此可見，煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)共同維持再熱汽溫是必要的，但是二者不能同時控制，任意時刻，最多只能有一種調(diào)節(jié)方式被使用。目前的再熱汽溫控制主要存在兩個方面的問題：(1)雖然設計有一定的煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)配合控制邏輯，但是在二者的切換方面經(jīng)常是拉鋸式的來回切換而造成不必要的能量消耗，或者是切換嚴重滯后而影響汽溫調(diào)節(jié)效果；(2)常規(guī)的基于偏差而消除偏差的PID控制算法，是一種只顧眼前的做法，對于具有很大慣性和遲延的再熱汽溫系統(tǒng)來說，很難獲得滿意的調(diào)節(jié)品質(zhì)。由上述分析可見，已有的鍋爐再熱蒸汽溫度控制方法仍存在一定的局限性或缺陷，因此開發(fā)本系統(tǒng)。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的問題是：從目前再熱蒸汽溫度控制存在的問題出發(fā)，從切換邏輯設計和控制算法選擇兩個方面進行改進，提供一種煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)協(xié)調(diào)配合的電站鍋爐再熱蒸汽溫度的預測控制方法，大幅度的減少噴水量的使用，提高機組的熱經(jīng)濟性，避免了常規(guī)設計的控制方法所帶來的一系列不良問題。本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案包括步驟如下：步驟1.確定預測控制的采樣時間間隔Ts、蒸汽溫度預測時域P、煙氣側(cè)控制時域M1和蒸汽側(cè)控制時域M2；步驟2.通過再熱蒸汽溫度系統(tǒng)特性試驗，分別得到煙氣側(cè)控制和蒸汽側(cè)控制作用下鍋爐的再熱蒸汽溫度y的數(shù)學模型；步驟3.分別基于煙氣側(cè)控制和蒸汽側(cè)控制作為調(diào)節(jié)手段，采用模型預測控制分別求解當前采樣控制時刻t的未來M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)，和當前采樣控制時刻t的未來M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)，其中ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]，ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]，其中Δu1(t)表示煙氣側(cè)控制增量在t時刻的值，Δu2(t)表示蒸汽側(cè)控制增量在t時刻的值；步驟4.分別計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)和蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)，其中U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]，U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]，其中u1(t)表示煙氣側(cè)控制量在t時刻的值，u2(t)表示蒸汽側(cè)控制量在t時刻的值；步驟5.計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||，計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||；步驟6.根據(jù)所述斐波那契范數(shù)||DU1(t)||和||DU2(t)||確定當前采樣控制時刻t的調(diào)節(jié)手段是采用煙氣側(cè)控制還是采用蒸汽側(cè)控制，并施加相應的控制作用對再熱蒸汽溫度進行調(diào)節(jié)。進一步的，所述煙氣側(cè)控制包括煙氣擋板調(diào)節(jié)、擺動燃燒器調(diào)節(jié)和/或汽-汽換熱器調(diào)節(jié)；所述蒸汽側(cè)控制是指噴水減溫調(diào)節(jié)。進一步的，所述步驟1中采樣時間間隔Ts，根據(jù)控制器運算系統(tǒng)的具體情況，Ts的取值范圍為Ts＝3～10秒；所述蒸汽溫度預測時域P的取值范圍為P＝20～50；所述煙氣側(cè)控制時域M1的取值范圍為M1＝4～10；所述蒸汽側(cè)控制時域M2的取值范圍為M2＝4～10。進一步的，所述步驟2中再熱蒸汽溫度的數(shù)學模型，其包括煙氣側(cè)控制量u1-再熱蒸汽溫度y的模型G1，以及蒸汽側(cè)控制量u2-再熱蒸汽溫度y的模型G2，具體模型分別如下式(1)和(2)：其中，t表示當前采樣控制時刻；y(t-i)表示再熱蒸汽溫度y在(t-i)時刻的值；u1(t-j)表示煙氣側(cè)控制量在(t-j)時刻的值；u2(t-j)表示蒸汽側(cè)控制量在(t-j)時刻的值；na、nb、nc、nd表示模型階次，其取值范圍為na＝nb＝3～6、nc＝nd＝3～6；ai、bj、ci、dj表示模型系數(shù)，采用最小二乘法辨識得到。進一步的，所述步驟3中模型預測控制基于如下目標函數(shù)采用廣義預測控制算法進行求解，其中求解煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)的目標函數(shù)J1(t)如下式(3)：其中求解蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)的目標函數(shù)J2(t)如下式(4)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u1,max、u1,min分別表示煙氣側(cè)控制量的上、下限約束；Δu1,max表示煙氣側(cè)控制量的速率約束；u2,max、u2,min分別表示蒸汽側(cè)控制量的上、下限約束；Δu2,max表示蒸汽側(cè)控制量的速率約束；ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M1-1)時刻止的M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量；ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M2-1)時刻止的M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量。進一步的，所述步驟4中煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]和蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]分別按下式(5)和(6)計算：U1(t)＝U1(t-1)+ΔU1(t)(5)U2(t)＝U2(t-1)+ΔU2(t)(6)進一步的，所述步驟5中煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)的計算公式(7)如下：DU1(t)＝U1(t)-u1,min＝[u1(t)-u1,min,u1(t+1)-u1,min,…,u1(t+M1-1)-u1,min](7)DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||的計算公式(8)如下：所述步驟5中蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的計算公式(9)如下：DU2(t)＝U2(t)-u2,min＝[u2(t)-u2,min,u2(t+1)-u2,min,…,u2(t+M2-1)-u2,min](9)DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||的計算公式(10)如下：進一步的，所述步驟6中根據(jù)斐波那契范數(shù)||DU1(t)||和||DU2(t)||確定當前時刻t的調(diào)節(jié)手段是采用煙氣側(cè)控制還是采用蒸汽側(cè)控制，是通過如下步驟實現(xiàn)的：當獲得接管再熱蒸汽溫度的控制權時，首先執(zhí)行步驟s00：s00.計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||，判斷||DU2(t)||與零的接近程度：當||DU2(t)||≥δ1時，表示||DU2(t)||沒有接近零，則表明蒸汽側(cè)控制正在進行調(diào)節(jié)，進入步驟s21；當||DU2(t)||<δ1時，表示||DU2(t)||接近零，則表明蒸汽側(cè)的控制作用已全關，因而進入煙氣側(cè)控制計算，進入步驟s11；其中δ1是用來判斷||DU2(t)||是否接近零的閾值，其取值范圍0.0001～0.01；s10.判斷再熱蒸汽溫度測量值與設定值之間的誤差E與零的接近程度：當|E|<δe時，表示E接近零，則表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均無需調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度即可良好的維持在設定值，回到步驟s25；當|E|≥δe時，表示E沒有接近零，則表明在蒸汽側(cè)控制的過程中，由于系統(tǒng)運行情況的變化，需要關閉蒸汽側(cè)控制作用，而讓煙氣側(cè)控制作用加入，進入步驟s11；其中δe是用來判斷誤差E的絕對值|E|是否接近零的閾值，其取值范圍0.01～0.5；s11.基于煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)的目標函數(shù)J1(t)求解ΔU1(t)，然后進入步驟s12，求解ΔU1(t)見下式(3)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u1,max、u1,min分別表示煙氣側(cè)控制量的上、下限約束；Δu1,max表示煙氣側(cè)控制量的速率約束；ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M1-1)時刻止的M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量；s12.根據(jù)煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]和U1(t)＝U1(t-1)+ΔU1(t)計算U1(t)，然后進入步驟s13；s13.根據(jù)如下公式(7)計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)：DU1(t)＝U1(t)-u1,min＝[u1(t)-u1,min,u1(t+1)-u1,min,…,u1(t+M1-1)-u1,min](7)再根據(jù)如下公式(8)計算DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||：然后進入步驟s14；s14.判斷斐波那契范數(shù)||DU1(t)||與零的接近程度：當||DU1(t)||<δ1時，表示||DU1(t)||接近零，進入步驟s20；當||DU1(t)||≥δ1時，表示||DU1(t)||沒有接近零，則表明煙氣側(cè)控制正在作用，進入步驟s15；其中δ1是用來判斷||DU1(t)||是否接近零的閾值，其取值范圍0.0001～0.01；s15.置u2(t)＝u2,min確保蒸汽側(cè)不參與控制，進入步驟s30；s20.判斷再熱蒸汽溫度測量值與設定值之間的誤差E與零的接近程度：當|E|<δe時，表示|E|接近零，則表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均無需調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度即可良好的維持在設定值，進入步驟s15；當|E|≥δe時，表示|E|沒有接近零，則表明在煙氣側(cè)控制的過程中，由于系統(tǒng)運行情況的變化，需要關閉煙氣側(cè)控制作用，而讓蒸汽側(cè)控制作用加入，進入步驟s21；s21.基于蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)的目標函數(shù)J2(t)，求解ΔU2(t)，進入步驟s22；求解ΔU2(t)見下式(4)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u2,max、u2,min分別表示蒸汽側(cè)控制量的上、下限約束；Δu2,max表示蒸汽側(cè)控制量的速率約束；ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M2-1)時刻止的M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量；s22.根據(jù)蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]和U2(t)＝U2(t-1)+ΔU2(t)計算U2(t)，進入步驟s23；s23.根據(jù)如下公式(9)計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)：DU2(t)＝U2(t)-u2,min＝[u2(t)-u2,min,u2(t+1)-u2,min,…,u2(t+M2-1)-u2,min](9)再根據(jù)如下公式(10)計算DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||：進入步驟s24；s24.判斷||DU2(t)||與零的接近程度：當||DU2(t)||<δ2時，表示||DU2(t)||接近零，則進入步驟s10；當||DU2(t)||≥δ2時，表示||DU2(t)||沒有接近零，則表明蒸汽側(cè)控制正在作用，進入步驟s25；其中δ2是用來判斷||DU2(t)||是否接近零的閾值，取值范圍0.0001～0.01；s25.置u1(t)＝u1,min確保煙氣側(cè)不參與控制，進入步驟s30；s30.輸出u1(t)、u2(t)到現(xiàn)場執(zhí)行機構。值得說明的是，由于常規(guī)控制的不合理可能存在||DU1(t)||和||DU2(t)||同時不為零，而本發(fā)明總是保證二者至少有一個為零。上述步驟s00是指的從常規(guī)控制或者從運行人員手動操作切換到本發(fā)明的控制，是通過計算蒸汽側(cè)控制向量U2(t)與其下限約束u2,min之差DU2(t)的范數(shù)||DU2(t)||，判斷||DU2(t)||是否幾乎為零，然后根據(jù)判斷結(jié)果選擇進入煙氣側(cè)調(diào)節(jié)的預測控制量計算還是進入蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)的預測控制量計算。這里不能通過煙氣側(cè)控制向量U1(t)與其下限約束u1,min之差DU1(t)的范數(shù)||DU1(t)||，判斷||DU1(t)||是否幾乎為零，然后根據(jù)判斷結(jié)果進行分支選擇。因為使用||DU2(t)||的可能缺點是暫時性的溫度偏低但很快會通過預測控制將溫度調(diào)節(jié)到正常，影響的緊緊是暫時性的機組效率偏低；而使用||DU1(t)||的可能缺點是暫時性的溫度偏高，雖然也會通過預測控制將溫度調(diào)節(jié)到正常，但是超溫的結(jié)果會影響設備壽命甚至機組安全，其后果比較嚴重。本發(fā)明的有益效果：在任意時刻只需要一種調(diào)節(jié)方式，即正常情況下只使用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，在煙氣側(cè)無調(diào)節(jié)能力時才使用噴水減溫調(diào)節(jié)，二者之間的切換具有平滑、無擾、魯棒的特點，大幅度的減少噴水量的使用，提高機組的熱經(jīng)濟性，并且預測控制的使用使得整個控制系統(tǒng)具有更好的調(diào)節(jié)性能和穩(wěn)定性，避免常規(guī)設計的控制方法所帶來的一系列不良問題。附圖說明圖1是鍋爐再熱蒸汽溫度的煙氣側(cè)蒸汽側(cè)協(xié)調(diào)預測控制系統(tǒng)原理圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖1和具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。如圖1所示，實施例涉及一種電站鍋爐再熱蒸汽溫度的煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)協(xié)調(diào)預測控制方法，其具體采用如下步驟實現(xiàn)：步驟1.確定預測控制的采樣時間間隔Ts、蒸汽溫度預測時域P、煙氣側(cè)控制時域M1和蒸汽側(cè)控制時域M2；步驟2.通過再熱蒸汽溫度系統(tǒng)特性試驗，分別得到煙氣側(cè)控制和蒸汽側(cè)控制作用下鍋爐的再熱蒸汽溫度y的數(shù)學模型；步驟3.分別基于煙氣側(cè)控制和蒸汽側(cè)控制作為調(diào)節(jié)手段，采用模型預測控制分別求解當前采樣控制時刻t的未來M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)，和當前采樣控制時刻t的未來M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)，其中ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]，ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]，其中Δu1(t)表示煙氣側(cè)控制增量在t時刻的值，Δu2(t)表示蒸汽側(cè)控制增量在t時刻的值；步驟4.分別計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)和蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)，其中U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]，U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]，其中u1(t)表示煙氣側(cè)控制量在t時刻的值，u2(t)表示蒸汽側(cè)控制量在t時刻的值；步驟5.計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||，計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||；步驟6.根據(jù)所述斐波那契范數(shù)||DU1(t)||和||DU2(t)||確定當前采樣控制時刻t的調(diào)節(jié)手段是采用煙氣側(cè)控制還是采用蒸汽側(cè)控制，并施加相應的控制作用對再熱蒸汽溫度進行調(diào)節(jié)。進一步的，所述煙氣側(cè)控制包括煙氣擋板調(diào)節(jié)、擺動燃燒器調(diào)節(jié)和/或汽-汽換熱器調(diào)節(jié)；所述蒸汽側(cè)控制是指噴水減溫調(diào)節(jié)。進一步的，所述步驟1中采樣時間間隔Ts，根據(jù)控制器運算系統(tǒng)的具體情況，Ts的取值范圍為Ts＝3～10秒；所述蒸汽溫度預測時域P的取值范圍為P＝20～50；所述煙氣側(cè)控制時域M1的取值范圍為M1＝4～10；所述蒸汽側(cè)控制時域M2的取值范圍為M2＝4～10。進一步的，所述步驟2中再熱蒸汽溫度的數(shù)學模型，其包括煙氣側(cè)控制量u1-再熱蒸汽溫度y的模型G1，以及蒸汽側(cè)控制量u2-再熱蒸汽溫度y的模型G2，具體模型分別如下式(1)和(2)：其中，t表示當前采樣控制時刻；y(t-i)表示再熱蒸汽溫度y在(t-i)時刻的值；u1(t-j)表示煙氣側(cè)控制量在(t-j)時刻的值；u2(t-j)表示蒸汽側(cè)控制量在(t-j)時刻的值；na、nb、nc、nd表示模型階次，其取值范圍為na＝nb＝3～6、nc＝nd＝3～6；ai、bj、ci、dj表示模型系數(shù)，采用最小二乘法辨識得到。進一步的，所述步驟3中模型預測控制基于如下目標函數(shù)采用廣義預測控制算法進行求解，其中求解煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)的目標函數(shù)J1(t)如下式(3)：其中求解蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)的目標函數(shù)J2(t)如下式(4)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u1,max、u1,min分別表示煙氣側(cè)控制量的上、下限約束；Δu1,max表示煙氣側(cè)控制量的速率約束；u2,max、u2,min分別表示蒸汽側(cè)控制量的上、下限約束；Δu2,max表示蒸汽側(cè)控制量的速率約束；ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M1-1)時刻止的M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量；ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M2-1)時刻止的M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量。進一步的，所述步驟4中煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]和蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]分別按下式(5)和(6)計算：U1(t)＝U1(t-1)+ΔU1(t)(5)U2(t)＝U2(t-1)+ΔU2(t)(6)進一步的，所述步驟5中煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)的計算公式(7)如下：DU1(t)＝U1(t)-u1,min＝[u1(t)-u1,min,u1(t+1)-u1,min,…,u1(t+M1-1)-u1,min](7)DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||的計算公式(8)如下：所述步驟5中蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的計算公式(9)如下：DU2(t)＝U2(t)-u2,min＝[u2(t)-u2,min,u2(t+1)-u2,min,…,u2(t+M2-1)-u2,min](9)DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||的計算公式(10)如下：進一步的，所述步驟6中根據(jù)斐波那契范數(shù)||DU1(t)||和||DU2(t)||確定當前時刻t的調(diào)節(jié)手段是采用煙氣側(cè)控制還是采用蒸汽側(cè)控制，是通過如下步驟實現(xiàn)的：當獲得接管再熱蒸汽溫度的控制權時，首先執(zhí)行步驟s00：s00.計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||，判斷||DU2(t)||與零的接近程度：當||DU2(t)||≥δ1時，表示||DU2(t)||沒有接近零，則表明蒸汽側(cè)控制正在進行調(diào)節(jié)，進入步驟s21；當||DU2(t)||<δ1時，表示||DU2(t)||接近零，則表明蒸汽側(cè)的控制作用已全關，因而進入煙氣側(cè)控制計算，進入步驟s11；其中δ1是用來判斷||DU2(t)||是否接近零的閾值，其取值范圍0.0001～0.01；s10.判斷再熱蒸汽溫度測量值與設定值之間的誤差E與零的接近程度：當|E|<δe時，表示E接近零，則表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均無需調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度即可良好的維持在設定值，回到步驟s25；當|E|≥δe時，表示E沒有接近零，則表明在蒸汽側(cè)控制的過程中，由于系統(tǒng)運行情況的變化，需要關閉蒸汽側(cè)控制作用，而讓煙氣側(cè)控制作用加入，進入步驟s11；其中δe是用來判斷誤差E的絕對值|E|是否接近零的閾值，其取值范圍0.01～0.5；s11.基于煙氣側(cè)控制時域向量增量ΔU1(t)的目標函數(shù)J1(t)求解ΔU1(t)，然后進入步驟s12，求解ΔU1(t)見下式(3)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u1,max、u1,min分別表示煙氣側(cè)控制量的上、下限約束；Δu1,max表示煙氣側(cè)控制量的速率約束；ΔU1(t)＝[Δu1(t),Δu1(t+1),…,Δu1(t+M1-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M1-1)時刻止的M1個時刻的煙氣側(cè)控制時域向量增量；s12.根據(jù)煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)＝[u1(t),u1(t+1),…,u1(t+M1-1)]和U1(t)＝U1(t-1)+ΔU1(t)計算U1(t)，然后進入步驟s13；s13.根據(jù)如下公式(7)計算煙氣側(cè)控制時域向量U1(t)與煙氣側(cè)控制量的下限約束u1,min之差DU1(t)：DU1(t)＝U1(t)-u1,min＝[u1(t)-u1,min,u1(t+1)-u1,min,…,u1(t+M1-1)-u1,min](7)再根據(jù)如下公式(8)計算DU1(t)的斐波那契范數(shù)||DU1(t)||：然后進入步驟s14；s14.判斷斐波那契范數(shù)||DU1(t)||與零的接近程度：當||DU1(t)||<δ1時，表示||DU1(t)||接近零，進入步驟s20；當||DU1(t)||≥δ1時，表示||DU1(t)||沒有接近零，則表明煙氣側(cè)控制正在作用，進入步驟s15；其中δ1是用來判斷||DU1(t)||是否接近零的閾值，其取值范圍0.0001～0.01；s15.置u2(t)＝u2,min確保蒸汽側(cè)不參與控制，進入步驟s30；s20.判斷再熱蒸汽溫度測量值與設定值之間的誤差E與零的接近程度：當|E|<δe時，表示|E|接近零，則表明煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)均無需調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度即可良好的維持在設定值，進入步驟s15；當|E|≥δe時，表示|E|沒有接近零，則表明在煙氣側(cè)控制的過程中，由于系統(tǒng)運行情況的變化，需要關閉煙氣側(cè)控制作用，而讓蒸汽側(cè)控制作用加入，進入步驟s21；s21.基于蒸汽側(cè)控制時域向量增量ΔU2(t)的目標函數(shù)J2(t)，求解ΔU2(t)，進入步驟s22；求解ΔU2(t)見下式(4)：其中，s.t.表示約束條件；yr(t+i)表示未來P個時刻期望的設定值序列(i＝1,2,…,P)；u2,max、u2,min分別表示蒸汽側(cè)控制量的上、下限約束；Δu2,max表示蒸汽側(cè)控制量的速率約束；ΔU2(t)＝[Δu2(t),Δu2(t+1),…,Δu2(t+M2-1)]表示當前采樣控制時刻t求解的從當前采樣控制時刻t起到未來(t+M2-1)時刻止的M2個時刻的蒸汽側(cè)控制時域向量增量；s22.根據(jù)蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)＝[u2(t),u2(t+1),…,u2(t+M2-1)]和U2(t)＝U2(t-1)+ΔU2(t)計算U2(t)，進入步驟s23；s23.根據(jù)如下公式(9)計算蒸汽側(cè)控制時域向量U2(t)與蒸汽側(cè)控制量的下限約束u2,min之差DU2(t)：DU2(t)＝U2(t)-u2,min＝[u2(t)-u2,min,u2(t+1)-u2,min,…,u2(t+M2-1)-u2,min](9)再根據(jù)如下公式(10)計算DU2(t)的斐波那契范數(shù)||DU2(t)||：進入步驟s24；s24.判斷||DU2(t)||與零的接近程度：當||DU2(t)||<δ2時，表示||DU2(t)||接近零，則進入步驟s10；當||DU2(t)||≥δ2時，表示||DU2(t)||沒有接近零，則表明蒸汽側(cè)控制正在作用，進入步驟s25；其中δ2是用來判斷||DU2(t)||是否接近零的閾值，取值范圍0.0001～0.01；s25.置u1(t)＝u1,min確保煙氣側(cè)不參與控制，進入步驟s30；s30.輸出u1(t)、u2(t)到現(xiàn)場執(zhí)行機構。值得說明的是，由于常規(guī)控制的不合理可能存在||DU1(t)||和||DU2(t)||同時不為零，而本發(fā)明總是保證二者至少有一個為零。上述步驟s00是指的從常規(guī)控制或者從運行人員手動操作切換到本發(fā)明的控制，是通過計算蒸汽側(cè)控制向量U2(t)與其下限約束u2,min之差DU2(t)的范數(shù)||DU2(t)||，判斷||DU2(t)||是否幾乎為零，然后根據(jù)判斷結(jié)果選擇進入煙氣側(cè)調(diào)節(jié)的預測控制量計算還是進入蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)的預測控制量計算。這里不能通過煙氣側(cè)控制向量U1(t)與其下限約束u1,min之差DU1(t)的范數(shù)||DU1(t)||，判斷||DU1(t)||是否幾乎為零，然后根據(jù)判斷結(jié)果進行分支選擇。因為使用||DU2(t)||的可能缺點是暫時性的溫度偏低但很快會通過預測控制將溫度調(diào)節(jié)到正常，影響的緊緊是暫時性的機組效率偏低；而使用||DU1(t)||的可能缺點是暫時性的溫度偏高，雖然也會通過預測控制將溫度調(diào)節(jié)到正常，但是超溫的結(jié)果會影響設備壽命甚至機組安全，其后果比較嚴重。上述詳細說明是針對本發(fā)明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實施或變更，均應包含于本案的專利保護范圍中。當前第1頁1 2 3