一種適于調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)解耦控制方法，屬于熱力站控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有的供熱過程控制方法不適于控制調(diào)峰熱力站這種非線性多變量耦合系統(tǒng)控制的問題。主要步驟：調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)建模；利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合的方法，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型G11、G12和G23；對(duì)獲得的主通道模型式(2)進(jìn)行離散化，然后結(jié)合離散化的主通道模型，利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)得到供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)耦合通道的非線性關(guān)系G13、G21和G22；利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)進(jìn)行解耦控制。本項(xiàng)發(fā)明專利技術(shù)利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)解決非線性、強(qiáng)耦合、多變量問題的優(yōu)勢，對(duì)調(diào)峰熱力站進(jìn)行質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路的多變量解耦控制，本發(fā)明專利技術(shù)控制方法的應(yīng)用對(duì)象為調(diào)峰熱力站。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種調(diào)峰熱力站的供熱調(diào)節(jié)方法，涉及集中供熱熱網(wǎng)的調(diào)峰供熱技術(shù)，屬于熱力站控制
技術(shù)介紹
隨著我國城市化進(jìn)程的迅速發(fā)展，城市迅速擴(kuò)容，城市原有的熱源和熱網(wǎng)供熱能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了城市快速發(fā)展的需要。解決這一問題，一方面可以提高熱網(wǎng)的供熱能力，但熱網(wǎng)供熱能力的提高有一定的限度；另一方面在集中供熱網(wǎng)末端熱力站加入調(diào)峰爐，調(diào)峰爐熱力站作為供熱系統(tǒng)的一種手段，可以有效地解決供熱高峰期負(fù)荷不足的問題，對(duì)于供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定和良好運(yùn)行起到了重要的作用。傳統(tǒng)熱力站的供熱過程就具有非線性、大慣性和大時(shí)滯等特點(diǎn)，并且質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路間存在耦合關(guān)系，是非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。目前，國內(nèi)熱力站普遍采用質(zhì)調(diào)方式進(jìn)行供熱。隨著對(duì)節(jié)能和供熱質(zhì)量要求的日益提高，以及計(jì)量供熱的實(shí)施，熱源不僅要隨天氣溫度進(jìn)行供熱，還需要跟蹤用戶熱負(fù)荷需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此實(shí)施質(zhì)-量共同調(diào)節(jié)成為必然趨勢。而調(diào)峰爐熱力站供熱過程更是復(fù)雜，其是一個(gè)多輸入多輸出的多變量控制系統(tǒng)，且變量間存在耦合關(guān)系。尤其是，調(diào)峰爐引入增加了系統(tǒng)的擾動(dòng)；同時(shí)系統(tǒng)受到其他多種擾動(dòng)的影響，如二級(jí)網(wǎng)循環(huán)泵調(diào)節(jié)引起的擾動(dòng)。傳統(tǒng)的控制方法(如PID控制方法)，已不能滿足這種非線性、多變量、強(qiáng)耦合的調(diào)峰爐熱力站的供熱需要，因此，亟需一種調(diào)峰熱力站質(zhì)調(diào)量調(diào)解耦控制方法，滿足工程應(yīng)用需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有的 供熱過程控制方法不適于控制調(diào)峰熱力站這種非線性多變量耦合系統(tǒng)的控制，進(jìn)而提供了。本專利技術(shù)方法用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)調(diào)峰熱力站供熱過程的非線性、強(qiáng)耦合和擾動(dòng)影響等多變量控制問題，在實(shí)現(xiàn)質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路解耦的同時(shí)，分別進(jìn)行質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路控制，解決調(diào)峰熱力站三輸入二輸出這種不對(duì)稱的多變量耦合控制問題。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:—種適于調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)解耦控制方法，所述方法的實(shí)現(xiàn)過程為:步驟一、調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)建模:調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路中，控制量包括一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵，被控量為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型表不為: i~ ， 「 VAz)Γω = Gll(z) Gl2(z) Gb(z) (1)ρ(ζ) G21OO O22(Z) G23(Z) 2其中，V1、V2、V3分別為一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵；T、Q分別為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；在質(zhì)調(diào)回路中，G1 1、G12、G13均為質(zhì)調(diào)回路的模型，其中G11為質(zhì)調(diào)主通道I模型，G12為質(zhì)調(diào)主通道2模型，G13為耦合通道3模型；在量調(diào)回路中，G21、G22、G23均為量調(diào)回路的I旲型，其中G23為量調(diào)王通道I旲型，G21、G22分別為I禹合通道I模型和耦合通道2模型；步驟二、在步驟一所述的調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型中，利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合的方法，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型Gn、G12和G23 ；在調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型中，利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型，所建立的模型為有滯后的雙慣性對(duì)象，此處主通道模型Gn、G12和G2X，用通式G (s)來描述:權(quán)利要求1.，其特征在于，所述方法的實(shí)現(xiàn)過程為: 步驟一、調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)建模: 調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路中，控制量包括一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵，被控量為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型表示為:全文摘要，屬于熱力站控制
本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有的供熱過程控制方法不適于控制調(diào)峰熱力站這種非線性多變量耦合系統(tǒng)控制的問題。主要步驟調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)建模；利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合的方法，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型G11、G12和G23；對(duì)獲得的主通道模型式(2)進(jìn)行離散化，然后結(jié)合離散化的主通道模型，利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)得到供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)耦合通道的非線性關(guān)系G13、G21和G22；利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)進(jìn)行解耦控制。本項(xiàng)專利技術(shù)利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)解決非線性、強(qiáng)耦合、多變量問題的優(yōu)勢，對(duì)調(diào)峰熱力站進(jìn)行質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路的多變量解耦控制，本專利技術(shù)控制方法的應(yīng)用對(duì)象為調(diào)峰熱力站。文檔編號(hào)G05B13/04GK103197548SQ20131006403公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日專利技術(shù)者張永明, 周志剛, 于德亮, 齊維貴 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種適于調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)解耦控制方法，其特征在于，所述方法的實(shí)現(xiàn)過程為：步驟一、調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)建模：調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路中，控制量包括一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵，被控量為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型表示為：T(z)Q(z)=G11(z)G12(z)G13(z)G21(z)G22(z)G23(z)V1(z)V2(z)V3(z)---(1)其中，V1、V2、V3分別為一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵；T、Q分別為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；在質(zhì)調(diào)回路中，G11、G12、G13均為質(zhì)調(diào)回路的模型，其中G11為質(zhì)調(diào)主通道1模型，G12為質(zhì)調(diào)主通道2模型，G13為耦合通道3模型；在量調(diào)回路中，G21、G22、G23均為量調(diào)回路的模型，其中G23為量調(diào)主通道模型，G21、G22分別為耦合通道1模型和耦合通道2模型；步驟二、在步驟一所述的調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型中，利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合的方法，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型G11、G12和G23；在調(diào)峰熱力站供熱耦合系統(tǒng)模型中，利用典型信號(hào)響應(yīng)與最小二乘相結(jié)合，建立供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)主通道模型，所建立的模型為有滯后的雙慣性對(duì)象，此處主通道模型G11、G12和G23，用通式G(s)來描述：G(s)=Ke-τs(T1s+1)(T2s+1)---(2)其中K為比例系數(shù)，τ為純延遲時(shí)間，T1和T2為雙慣性的時(shí)間常數(shù)；K、τ、T1、T2可用以下關(guān)系求得：V＝Uθ+Ω(3)式中，V=C(1)C(2)...C(m),U=1-1-A(1)-B(1)2-1-A(2)-B(2)............m-1-A(m)-B(m),θ=KKτT1T2T1+T2,Ω=Ω1Ω2...Ωm.其中B、A、C分別為階躍響應(yīng)、階躍響應(yīng)差分和積分；θ為被辨識(shí)的參數(shù)向量，中間過程 參數(shù)；Ω為噪聲；用最小二乘法估計(jì)參數(shù)向量θ，θ的估計(jì)值為：θ^=(UTU)-1UTV---(4)步驟三、對(duì)獲得的主通道模型式(2)進(jìn)行離散化，然后結(jié)合離散化的主通道模型，利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)得到供熱質(zhì)調(diào)和量調(diào)耦合通道的非線性關(guān)系G13、G21和G22；步驟四、利用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)量調(diào)進(jìn)行解耦控制：步驟四(一)、確定控制量和被控量：控制量V1、V2、V3分別為一級(jí)網(wǎng)供水閥門、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵；被控量T、Q分別為二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；Q′、T′分別為期望的二級(jí)網(wǎng)混水溫度和二級(jí)網(wǎng)流量；步驟四(二)、在控制過程中，二級(jí)網(wǎng)混水溫度目標(biāo)設(shè)定值T′和二級(jí)網(wǎng)流量目標(biāo)設(shè)定值Q′為給定值；步驟四(三)、通過在線實(shí)時(shí)采集二級(jí)網(wǎng)混水溫度T和二級(jí)網(wǎng)流量Q，將二級(jí)網(wǎng)混水溫度T、二級(jí)網(wǎng)流量Q，二級(jí)網(wǎng)混水溫度目標(biāo)設(shè)定值T′、二級(jí)網(wǎng)流量目標(biāo)設(shè)定值Q′分別作為PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的輸入，通過對(duì)被控量T、Q與被控量目標(biāo)值Q′、T′比較，在線自主學(xué)習(xí)，不斷地調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中比例、積分和微分三類神經(jīng)元作用的強(qiáng)弱，確定各層與隱含層的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值ωij和ωjk，得到PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的輸出一級(jí)網(wǎng)供水閥門開度V1、調(diào)峰爐臺(tái)數(shù)及爐嘴數(shù)量V2、二級(jí)網(wǎng)循環(huán)水泵泵速V3；然后，將控制量V1、V2、V3作用于調(diào)峰熱力站的質(zhì)調(diào)回路和量調(diào)回路，并行完成質(zhì)調(diào)回路二級(jí)網(wǎng)混水溫度T和量調(diào)回路二級(jí)網(wǎng)流量Q的解耦控制。FDA00002869611000021.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張永明，周志剛，于德亮，齊維貴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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