单元机组协调控制系统：串联补偿与PID自整定策略

"这篇论文是2010年由宣丽萍发表在《控制工程》杂志上的，探讨了单元机组协调控制系统的控制策略。研究主要针对系统存在的多变量、强耦合、时变和滞后问题，提出了一个结合串联后补偿、单向解耦以及PID控制器自整定的控制方法。该策略通过串联补偿实现系统的完全解耦，通过单向解耦简化系统，并将多变量问题转换为多个单变量问题，再应用PID控制器进行自整定调节。在125 MW单元机组协调控制系统的仿真中，这种方法显示出能有效消除输入与输出间的强耦合影响，提高系统的稳定性和控制性能。" 正文： 单元机组协调控制系统是电力生产中的关键组成部分，其主要目标是保证整个发电过程的高效、稳定和安全。在传统的单元机组协调控制系统中，由于涉及到多个相互关联的子系统，如汽轮机、锅炉、发电机等，这些子系统之间存在复杂的动态关系，导致系统具有多变量、强耦合、时变和滞后等特点，这给控制设计带来了巨大挑战。 本文提出的控制策略是一种创新的方法，它首先运用串联后补偿技术，通过在系统输入和输出之间插入一个补偿器，来调整系统的传递函数，目的是实现系统内部变量的解耦。这种补偿可以改善系统的频率响应特性，减少输入和输出之间的相互影响，从而降低系统的耦合程度。 接着，通过单向解耦技术进一步简化了已解耦的系统。单向解耦是将一个多输入多输出（MIMO）系统分解为一系列的单输入单输出（SISO）子系统，使得每个子系统的控制可以独立进行，降低了控制的复杂性。这种方法有助于减少控制策略设计的难度，同时保持系统的整体稳定性。 最后，引入了PID控制器并进行自整定，这是控制理论中广泛应用的一种经典方法。PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成，可以根据系统的动态响应自动调整参数，以适应系统的变化和不确定性。自整定则是根据系统的实际运行状态自动优化PID参数，确保控制器能够有效地跟踪设定值并抑制干扰。 在125 MW单元机组协调控制系统的仿真分析中，这套控制策略表现出了显著的效果。它成功地消除了输入和输出之间的强耦合，提高了系统的动态响应速度和稳定性，使得控制效果得到了显著提升。这意味着在实际运行中，发电单元可以更精确地控制其输出功率，保证电网的稳定运行，同时也提高了能源利用效率。 该研究提供的控制策略为解决单元机组协调控制系统中的复杂控制问题提供了一种实用且有效的途径，对于优化电力系统的运行性能具有重要的理论和实践意义。该方法不仅可以应用于125 MW的单元机组，还具有广泛的推广价值，对于不同规模和类型的发电单元协调控制系统的改进都具有参考价值。