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大型火电机组建模与验模方法的研究

丁满  
【摘要】:随着火电机组规模的扩大和自动化水平的提高,对大型火电机组的控制水平和热控人员的要求也在不断提高,仿真机为电站人员的培训和科研人员的研究提供了良好的平台,为了提高仿真机的应用效果,建立仿真模型和验证仿真模型的有效性就显得非常重要。 仿真机的有效性主要体现在仿真模型的精度是否足够高。为了建立高可靠性的仿真模型,首先要对建模方法有深刻的理解,对建模对象本身的特性有足够的了解,然后针对对象特性采取有效的方法建立模型。 仿真机的精度包括物理逼真度、稳态精度和暂态精度。仿真机的精度直接影响着其应用效果,因此,仿真机的验模问题一直是人们关注的热点。目前的仿真机大多使用基于虚拟DCS的激励式仿真机,这种仿真机能够达到100%的物理逼真度,可以省去对其验证的过程。本文所研究的是仿真机的稳态精度和暂态精度的验模问题。 对于稳态精度的验证方法,本文采取了先选取50%、75%和100%三个具有代表性的负荷,记录下仿真机在这几个负荷下的主要运行参数,然后,将其与热力计算书中对应的参数进行比较和分析,进而判断仿真机的稳态精度是否满足要求。 仿真机的暂态精度一直是仿真机验模的一大难题。过去一直缺少对仿真机暂态精度的验证方法,因此,一直采用机组运行专家凭经验验证的方法,粗略给出仿真机的暂态精度。本文提出了两种仿真机的暂态精度验证方法,可以进行相互验证:专家经验法和工程试验法。本文以国华徐州1000MW仿真机为例,分别使用这两种方法加以验证。第一种方法是以送、引风的扰动试验为例,观察各受扰动变量在响应过程中的变化趋势是否符合专家经验的分析。第二种方法是以该仿真机的燃烧系统为例,通过工程试验获取被仿真机组的传递函数模型,再在仿真机上进行试验得到仿真机的传递函数模型,然后对两种模型进行对比分析。传递函数模型可以由阶跃扰动试验得到的飞升曲线计算得出,也可以采用PSO优化方法辨识得出。 本文还对PSO智能辨识算法进行了研究。论述了使用该方法的注意事项和规则,例如模型形式的选取、参数范围的选取、数据的预处理等,并且对大型火电机组燃烧系统进行了建模。


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