火電廠熱工控制中先進控制策略研究

李臻

摘? 要：現(xiàn)如今，我國的經(jīng)濟發(fā)展穩(wěn)步提升，社會也在不斷發(fā)展和進步，在工作和生活中離不開電能，因此人們對電能的依賴性相對較強。在這種背景下，為了能夠獲取更多的電能，我國的火電廠建設規(guī)模越來越大。而傳統(tǒng)的熱工控制機制技術(shù)相對落后，已經(jīng)很難滿足當前時代發(fā)展需求，為了能夠獲得更多的電能，火電廠要進行全面改革，應用先進控制策略，提升整體的工作效率和工作質(zhì)量。本文對火電廠熱工控制中先進控制策略研究進行研究，提出了幾點控制機制，希望能夠給相關(guān)人員一些啟發(fā)和幫助。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱工控制;策略研究

前言：我國的經(jīng)濟發(fā)展離不開火電廠，我國絕大多數(shù)的居民和工業(yè)用電都是通過火電廠進行發(fā)電。作為最為重要的電力能源體系，火電廠的建設和穩(wěn)定運作能夠確保經(jīng)濟的提升和人們的生活，其重要性不言而喻。為更好地提高供電效率，火電廠要對現(xiàn)有的工作方式進行改進，通過應用先進控制策略加強火電廠的管理，才能提升火電廠的熱工控制質(zhì)量。

一、應用模糊控制機制

在進行火電廠熱工控制中采用了先進控制策略，其中包含了模糊控制。模糊控制應用于較為復雜的控制系統(tǒng)，通過利用模糊數(shù)學的基本思想和推導理論的形式對其進行控制。在采用先進控制時需要確定較為準確的數(shù)學模型，才能更好地進行接下來的研究工作。而火電廠熱工控制曲線模型沒有規(guī)律性，變量之間的關(guān)系并不確定，函數(shù)圖像并不是直線，可能是曲線，也有可能是不連貫的點。它的數(shù)據(jù)模型并不能確定，時常進行變化，具有時變性和不確定性，因此技術(shù)人員難以根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線參考創(chuàng)設出較為準確的數(shù)學模型，這也無法對熱工系統(tǒng)進行進一步的研究工作。為了能夠更好地發(fā)展火電廠熱工控制，這就使應用模糊控制機制成為可能性。模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制相比，有著較強的優(yōu)勢。模糊控制不需要確定較為精確的數(shù)學模型，對其進行實現(xiàn)較為容易。將模糊控制引進到火電廠熱工控制中，具有較為積極的意義。

模糊控制是一個閉環(huán)控制，在輸入端施加信號產(chǎn)生輸出量，輸出量通過一定的形式產(chǎn)生反饋最終重新返回到輸入端。模糊控制的主要流程為：在輸入端給定一個模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，信號再通過模糊控制器。模糊控制器由計算控制變量、模糊量化處理、模糊視頻規(guī)則、模糊決策和非模糊化處理五個部分組成，它的主要作用原則為調(diào)整整個模型的誤差，在系統(tǒng)誤差較大時能夠盡可能減小誤差，在誤差較小時不僅要對誤差進行調(diào)整，還要保證整個火電廠熱工控制的穩(wěn)定，確保其能正常運行，避免出現(xiàn)超調(diào)振蕩現(xiàn)象，不會影響火電廠的工作進程[1]。經(jīng)過模糊控制器處理的數(shù)字信號，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器重新將信號模式轉(zhuǎn)換為模擬信號，通過傳感器執(zhí)行相應的指令，最終重新回到輸入端完成閉環(huán)控制。然而這只是理想情況，在實際進行運作中會產(chǎn)生誤差影響，導致輸入量與輸出量存在數(shù)值不一的情況，出現(xiàn)穩(wěn)定誤差。為了避免以上情況，在進行火電廠熱工控制中先進控制策略研究時要妥善合理運用模糊控制機制。由于火電廠的控制對象有著一定的延時，不能及時進行同步，存在著滯后性。為了更好地對火電廠熱工進行控制，需要優(yōu)化火電廠的管理制度和機制，能夠完善火電廠熱工控制?；痣姀S在進行生產(chǎn)工作時常會出現(xiàn)噪音干擾，在一定程度上使模糊控制產(chǎn)生誤差，因此技術(shù)人員應該妥善處理該問題，避免出現(xiàn)的結(jié)果存在誤差影響整體的控制效果。

二、神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制

現(xiàn)如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用范圍越來越廣，火電廠的發(fā)展規(guī)模越來越大，因此需要神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制進行火電廠熱工控制工作。神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制能夠?qū)^為復雜的非線性模型進行分析處理，能夠?qū)ζ溥M行進一步的計算和推理工作。它與傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)進行對比，存在著較強的優(yōu)勢，它對模型數(shù)據(jù)具有較強的記憶學習功能，能夠直接充當控制器，此外，它的運算能力較強，能夠處理部分傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無法計算的大型數(shù)據(jù)[2]。它的數(shù)據(jù)輸入端和輸出端口也相對較多，處理數(shù)據(jù)較快。神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制的實現(xiàn)并不唯一，通常由以下幾種方式實現(xiàn)最終的目的：

第一，通過將神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)作為整個火電廠熱工系統(tǒng)的控制器，能夠?qū)痣姀S熱工系統(tǒng)產(chǎn)生一定的約束作用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡控制的記憶學習能力較強，能夠進行學習訓練，長久以往能夠自動分析識別火電廠熱工系統(tǒng)的規(guī)律。在火電廠熱工系統(tǒng)中運用神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制，能夠消除在生產(chǎn)過程中存在的誤差和干擾因素，提升整體控制效果，以便于火電廠管理人員能夠更好地進行管理，在一定程度上提升了管理效率，節(jié)省了大量的人力工作。為了使火電廠的管理人員能夠更好地進行管理工作，可以對其進行培訓了解神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容和部分注意事項，從而能夠更好地進行維護管理控制工作。

第二，需要注意的是，神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制并不能單獨使用，而是需要與傳統(tǒng)火電廠熱工控制進行緊密地聯(lián)系，才能夠充分發(fā)揮先進控制策略的作用。例如現(xiàn)如今的火電廠在進行技術(shù)上的運用時，通常采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡與傳統(tǒng)的PID控制器相結(jié)合的形式進行先進控制策略。BP神經(jīng)網(wǎng)絡通過模擬人思維的第二種方式進行工作，利用逼近性的特點和學習記憶能力能夠最終找到最佳PID參數(shù)，經(jīng)過改進最終形成BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器，它結(jié)合了PID控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)復雜程度較低，控制精度較高。然后對其進行仿真操作，通過互聯(lián)網(wǎng)和軟件進行模擬操作運行，最終使設計目的的實現(xiàn)成為了可能，能夠有效改進傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)非線性數(shù)學模型的問題。

三、預測控制機制

在火電廠熱工控制先進控制策略中，不僅可以使用模糊控制機制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制，還可以采用預測控制機制。預測控制機制通常使用計算機進行操作實現(xiàn)。在對其進行計算時，它并不是對模型進行連續(xù)采樣計算，而是具有間隔性。它的預測方式較為簡便，操作步驟沒有相對繁瑣，僅僅需要對火電廠熱工的階躍或脈沖響應進行測定，就能夠快速得到其數(shù)學模型，不需要進行更多較為繁瑣的步驟和計算推論，例如推算出其傳遞函數(shù)或狀態(tài)方程，在一定程度上節(jié)約了時間，提升了整體效率[3]。火電廠使用模糊預測控制，能夠提升其運行需求，保障火電廠在生產(chǎn)工作的安全性。

現(xiàn)如今的預測控制機制的種類和方式較多，一般來說，常常運用以下幾種技術(shù)手段來進行現(xiàn)金控制策略。

內(nèi)?？刂破鞯慕M成成分包括控制器和濾波器，二者之間能夠獨立進行工作，彼此在進行工作時不會相互產(chǎn)生影響造成干擾。其中控制器的主要作用是對內(nèi)部系統(tǒng)進行集中控制，能夠影響系統(tǒng)的響應性能，而濾波器的作用能夠去除干擾的頻率，得到人們所需的特定頻率的電源信號。它的參數(shù)較少，調(diào)節(jié)方式較為簡便，使用效果良好，因此部分熱電廠廣泛進行應用。另一種控制形式為廣義控制機制，它能夠確保整個熱工系統(tǒng)的時效性，還能在工作時更好地對其進行監(jiān)督。為了確保熱電廠能夠順利實施開展工作，工作人員要了解和熟悉具體的算法內(nèi)容，保證操作流程具體化，才能更好地實現(xiàn)預測控制機制。

結(jié)論：綜上所述，雖然先進控制策略的復雜程度較高，操作難度相對于傳統(tǒng)控制技術(shù)較大，但是它的出現(xiàn)對火電廠熱工控制產(chǎn)生較為積極的影響。通過互聯(lián)網(wǎng)，能夠使先進控制策略更好的應用到現(xiàn)實的火電廠熱工控制中，通過應用模糊控制機制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制機制和預測控制機制，進一步提升火電廠的工作質(zhì)量和工作效率，能夠促進火電廠更好的發(fā)展和進步。

參考文獻：

[1]范新明.先進控制策略在火電廠熱工控制中的應用分析[J].通信電源技術(shù)，2020，37（04）：242-243+246.

[2]劉勇.控制策略在火電廠熱工控制中的應用分析[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2019（33）：195-196.

[3]陳濤.先進AGC控制策略提升火電廠熱工自動化水平[N].中國電力報，2019-04-24（007）.