火電廠自動控制中運用智能控制的策略

王繼帥

摘要：火電廠在我國是主要的電力生產企業，在火電廠自動控制中有效的應用智能控制技術有利于處理以往控制系統中存在的各種問題，從而提高火電廠的管理效率。本文主要針對火電廠自動控制中應用智能控制的措施進行了深入分析。

關鍵詞：智能控制;火電廠;自動控制

引言

智能控制是繼人工智能、自動控制等技術之后逐步衍生的一種新興技術，可以有效的處理復雜系統中存在的控制問題。當前，電廠使用的控制系統都是采用陳舊的PID控制計算方法，然而當對象參數具有很大的改變時，就不能得到理想的控制性能。所以，將智能控制合理的運用在火電廠自動控制中具有重大的現實意義。

一、智能控制類型

（一）模糊控制

模糊控制實際上是根據人的思維模式，采用模糊推理的方法，加強對復雜系統的控制。模糊控制主要是憑借模糊數學與模糊語言的表達方式，按照模糊推理的原則，使用計算技術達到模糊控制的目的。模糊控制系統形成了一整套循環控制結構，主要具備以下幾點優勢：首先，不用建立準確的數學模型，工作人員能夠結合自身的控制經驗與有關操作數據進行掌控;其次，具備很高的魯棒性，可以有效的處理以往控制模式存在的各種控制問題，如：時變系統、時滯系統與非線性系統等;最后，在推理過程中能夠效仿人的思維模式解決控制問題，對于數據的精準度具有極低的要求，適合使用在復雜系統的控制當中。

（二）專家控制

專家控制技術系統整合了控制理論、技術和專家系統理論，在具體運用過程中，專家控制技術能夠模仿專家思維方式，能夠智能化的控制系統。專家控制技術主要關系到專業數據庫與推理結構兩個部分的結構，專家控制的過程實際上就是從專業數據庫中挑選數據信息，接著融入到推理結構當中，按照某個邏輯原則進行推理，進而實現對目標的智能化控制。專家控制主要具有以下幾個方面的特點：第一，具有較強的靈活性，能夠自由的選取控制率，同時可以自主設置易控制與能夠調整的參數;第二，具有較強的穩定性，即便缺乏良好的控制條件，比如非線性環境、具有較大偏差等，采用專家控制技術能夠使控制的穩定性得到有效保障。

（三）神經網絡控制

神經網絡控制技術在運用過程中主要是模仿人類大腦的神經元結構，采用神經元的傳導方法，完成對信息數據的傳遞。神經網絡控制主要涵蓋了神經元的權值分布與神經網絡模型，采用直接或者是間接的校正控制與預測控制對目標實現智能化控制。神經網絡模型屬于一種非線性模型，科學合理的設置模型有利于處理各種非線性問題，獲得理想的控制效果。與此同時，神經網絡能夠同時控制多種數據，在一定程度上提升了系統的控制率。另外，神經網絡控制具有很強的存儲、記憶能力，可以自動的記錄處理過的數據信息，從而為今后的控制提供相應的借鑒。

二、火電廠自動控制之中運用智能控制措施

（一）再熱汽溫自動控制

由于再熱氣溫控制系統所控制的目標具有大慣性、非線性與大遲延等特征，因此是火電廠中非常難以控制的系統之一。再熱氣溫這種大慣性時變對象在一定程度上會發生顯著的參數時變，并且會受到多方面因素產生的影響。在使用PID進行控制時，由于PID控制器的參數不能自動調整，在這種情況下就不能滿足火電廠對再熱氣溫動態控制的需求。

根據再熱氣溫控制系統的控制目標可以采用模糊控制設置自動調節系統。模糊控制理論可以方便快捷的完成人的控制策略與經驗，對控制目標的依賴程度較低。同時模糊決策具備顯著的非線性，在面對復雜的控制對象時，具有良好的控制效果。在一定情況下，模糊控制器可以及時的清除干擾，同時對相應參數時變或者是符合干擾具備極強的魯棒性。倘若僅使用模糊控制方法控制再熱氣溫，同樣不符合再熱氣溫動態控制的要求。經過系統整合模糊控制與傳統PID控制，可以自動的調整PID參數。

通過與傳統的PID控制器進行對比發現，模糊PID控制器能夠有效的在線控制再熱氣溫等復雜對象，同時保證其控制的穩定性與快速性，具備較強的抗干擾性與魯棒性。

（二）主蒸汽溫度自動控制

火電廠在日常生產期間，鍋爐主蒸汽的溫度不僅是基本控制參數，而且還是一個不可缺少的重要監測參數，無論鍋爐主蒸汽的數值較低還是較高，都會對機組的安全性與經濟性產生不同程度的影響。一般情況下需要憑借減溫水流量的調整調整主蒸汽的溫度，使主蒸汽的溫度一直保持在指定的范圍中。長久以來，控制主蒸汽的溫度都是火電廠自動控制中難以處理的問題。

為了有效的處理火電廠主蒸汽溫度自動控制中存在的各種問題時，如：遲延性、時變性等，需要全面分析被控主蒸汽溫度有關的動態特征，同時基于實際情況的前提下，在主蒸汽溫度的控制系統中合理的應用智能控制。

通過狀態觀測技術，從新設計具有精準度高、使用以及簡便等特征的狀態觀測器，從而在一定程度上可以提高主蒸汽溫度在前期控制上的精準度;憑借模糊控制技術，基于遺傳算法的前提下，選擇恰當的控制器優化動態計算方法，處理遺傳算法不符合動態性的問題。同時，基于PID控制的基礎上，系統整合模糊技術與遺傳算法，改善控制方案。這個方案能夠改善遺傳算法與自適應，使控制系統可以加強對主蒸汽溫度的控制。

根據仿真結果可以得知，PID控制系統基于遺傳算法和模糊技術的前提下可以提高自身的自適應水平，與傳統的PID控制系統進行比較，其具有較強的魯棒性和控制品質，雖然出現系統擾動或被控對象參數發生較大改變等情況，仍然能夠使系統處于理想的動態與靜態特性，結合溫差控制措施可以有效的對主蒸汽溫度進行自動控制。

（三）鍋爐燃燒自動控制

鍋爐燃燒系統在火電廠中會受到負荷變化、煤質和煤種變化等多方面因素產生的影響，其不僅是一個復雜的系統，同時還具有持續波動的特征，再加上燃燒率的制約，不能實現精準的在線測量。為了使火電廠可以自動管控鍋爐的燃燒率，需要引進智能控制技術。憑借控制專家系統，能夠使用數據促進正向的推理，合理的判斷知識庫各種規則，由此可以看出，其還是一種產生式、前向推理式的系統。

判斷規則集包括工況判斷、送風調節、故障診斷、煤厚調節等多種子集。在火電廠中合理運用鍋爐燃燒自動控制系統之后，鍋爐燃燒具有良好的自動控制效果。比如，某個火電廠根據自己鍋爐燃燒系統的實際工作情況，優化了計算機控制系統，根據被控制目標的實際特點，采用傳統的PID控制器和自行正定模糊PID參數控制器對控制系統進行設計，經過建立鍋爐燃燒的系統模型，結合其仿真結果，對比兩種PID控制器，選取性能優、環境適應性強的設計方案。

結論

綜上所述，在火電廠自動控制系統中合理的運用智能控制技術具有重大的現實意義。有關工作人員需要充分了解火電廠中經常使用的智能控制類型，對這些智能控制技術進行有效運用，進而促進火電廠健康穩定的長遠發展。

參考文獻

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