基于負荷前饋補償的主汽溫串級廣義預測控制

王振，張紅軍，劉長遠，劉云松，薛美盛

（1.中國科學技術大學 自動化系，合肥230026；2.中國石油獨山子石化分公司，新疆 克拉瑪依833600；3.上海捷控軟件技術有限公司，上海201203）

鍋爐出口的過熱蒸汽溫度在整個汽水行程中是最高的，對于電廠的安全運行有重大影響。因此，需將過熱汽溫控制在給定值附近，溫度過高會降低過熱器使用壽命，甚至可能出現爆管停機的現象；溫度偏低則降低熱效率，影響經濟運行，還會導致蒸汽含水量增加，從而縮短汽輪機葉片的使用壽命［1］。主汽溫過程具有大時延特性，存在嚴重的非線性和時變特性。主蒸汽溫度容易受到多種因素的影響，如煙氣溫度和壓力的波動、負荷的變化、主蒸汽壓力的變化、燃料量的變化、給水溫度和流量的波動等［2－3］。

預測控制能在一定程度上克服系統的不確定性，可直接處理帶有純滯后的對象，對大慣性有較強的適應能力，從而有良好的跟蹤性能和較強的魯棒性［4－5］。預測控制也存在某些不足，如在線計算比較復雜，采樣周期不能過小，因而不能快速及時克服擾動的影響；其抗干擾性卻往往不如傳統的PID控制，這主要是因為預測控制一般采用較大的采樣周期，對隨機突發性的干擾難以即時控制。常規PID串級控制系統有較強的抗干擾能力［6－7］。

綜合預測控制與PID控制策略的優缺點，筆者采用基于前饋補償的廣義預測－PID（GPC－PID）串級控制策略，并在山東某發電廠某臺機組上得到實際應用，表明此算法具有良好的控制效果。……