电厂过热汽温系统中串级预测控制的应用分析

"串级预测控制在电厂过热汽温系统中的应用 .pdf" 在电力行业中，过热汽温系统的稳定运行对于整个电厂的效率和安全性至关重要。传统的控制系统往往难以应对该系统中存在的大滞后和多重约束问题。串级预测控制（Cascade Model Predictive Control, CMPC）作为一种先进的控制策略，被冯建苗和李少远在其研究中应用于解决这些问题。 过热汽温系统主要负责将蒸汽加热到适当的温度，以提高蒸汽的能量密度，从而提高发电效率。然而，该系统的特点是存在显著的时间延迟，这可能导致控制响应慢，控制效果不佳。此外，系统中的多个物理参数受到严格的运行限制，如温度、压力和流量等，这些约束条件增加了控制的复杂性。 串级控制是一种分层的控制结构，通常由内环和外环组成。在冯建苗和李少远的研究中，内外环都采用了模型预测控制。模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）以其前瞻性优化能力而闻名，能够考虑到未来的系统行为，对系统约束进行显式处理。在内环，MPC用于快速响应和精确控制，而在外环，MPC则处理更宏观的控制任务，确保整体性能的同时考虑系统约束。 串级预测控制的优势在于，它可以通过预测模型预测未来的行为，提前做出决策，以避免因滞后导致的问题。在电厂过热汽温系统中，这种预测能力有助于优化控制策略，使得系统能够在满足约束条件下实现良好的温度控制。仿真结果显示，采用CMPC方法后，系统约束变量能够有效地控制在允许范围内，同时保持了良好的控制性能，提高了系统的稳定性与效率。 关键词：串级控制、预测控制、过热汽温系统、约束 总结起来，冯建苗和李少远的研究展示了如何利用串级预测控制策略克服电厂过热汽温系统中的滞后效应和约束问题，实现了对系统更精确和高效的控制。这种方法的实施不仅提升了系统的控制质量，还确保了运行安全，对于电力行业的自动化控制具有重要的理论和实践意义。