基于扩张状态观测器的火电单元机组协调控制  

Extended State Observer Based Control System Design for Boiler-Turbine Unit

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作  者:朱亚清[1] 董君伊[2] 陈世和[1] 潘凤萍[1] 李东海[2] 

机构地区:[1]广东电网公司电力科学研究院,广州510080 [2]清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室,北京海淀区100084

出  处:《电子科技大学学报》2014年第5期700-705,共6页Journal of University of Electronic Science and Technology of China

基  金:国家自然科学基金(51176086)

摘  要:扩张状态观测器不依赖对象精确模型,可将火电单元机组协调系统中普遍存在的耦合、扰动、不确定性等因素看做一个扩张状态进行估计。设计控制率对该估计量进行补偿,可有效改善系统动态,提高系统性能鲁棒性。以某300 MW燃煤直流炉再热机组为被控对象进行仿真研究。根据实际控制要求,进行设定值跟踪实验,输入扰动实验和蒙特卡洛实验。结果表明,合理选择扩张状态观测器参数,可以使机炉协调系统具有较好的负荷跟踪能力,保证主汽压力在较小范围内波动;同时能有效抑制输入扰动并使系统具有强的鲁棒性。基于扩张状态观测器的协调控制策略结构简单,获得了良好的控制品质,具有工程应用价值。This paper proposes an extended state observer (ESO) based control strategy to effectively reject the coupling, disturbance and uncertainties in the boiler-turbine unit. The parameter tuning rule of ESO and its effect on estimation and noise suppression ability are analysed. A 300 MW coal-fired boiler-turbine unit model is simulated. The results of the set point tracking simulation as well as the perturbation simulation illustrate that with well-tuned ESO parameters, the proposed control strategy achieves satisfactory control results and strong disturbance rejection ability. With ESO, the disturbance and system uncertainties can be estimated as an extended state and then compensated by the control law. Besides, the ESO based controller has simple structure, thus brings a lot convenience in engineering applications.

关 键 词:机炉协调控制 扩张状态观测器 输入扰动 蒙特卡洛实验 鲁棒性 

分 类 号:TK323[动力工程及工程热物理—热能工程]

 

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