201911199575X一种基于多模型预测控制的火电机组深度调峰一次调频控制方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN110824926B
(45)授权公告日2022.06.03
(21)申请号201911199575.X(51)Int.Cl.
(22)申请日2019.11.29G05B13/04(2006.01)
(65)同一申请的已公布的文献号(56)对比文件
申请公布号CN110824926ACN105786035A,2016.07.20
CN102841539A,2012.12.26
(43)申请公布日2020.02.21CN104298108A,2015.01.21
(73)专利权人江苏方天电力技术有限公司CN106406101A,2017.02.15
地址211102江苏省南京市江宁科学园天JPH06266408A,1994.09.22
元中路19号CN104090491A,2014.10.08
专利权人国网江苏省电力有限公司JPS56153405A,1981.11.27
南京工程学院崔晓波等.多模型块结构Laguerre函数预测
(72)发明人于国强胡伟崔晓波高爱民控制《.东南大学学报(自然科学版)》.2013,第43
史毅越杨小龙张天海殳建军卷(第4期),第803-808页.
汤可怡周帆等.变权值约束预测控制在超临界机组
协调控制系统的应用《.中国优秀博硕士学位论
(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》.2019,(第
3225212期),第C042-663页.
专利代理师王磊
审查员易士琳

权利要求书2页说明书5页附图1页
(54)发明名称
一种火电机组深度调峰一次调频控制方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于多模型预测控制的
火电机组深度调峰一次调频控制方法，包括建立
深度调峰状态下一次调频被控对象多区间子预
测模型；分别进行对应的子预测函数控制器设
计；各个子预测函数控制器联合，得出多个子预
测函数控制器的最终控制增量输出值。本发明通
过结合改进的多模型自适应策略，解决了由于阀
门流量特性以及压力影响造成的流量系数非线
性的问题；基于简化的预测函数控制策略设计子
预测函数控制器，降低了预测控制设计的复杂性
问题；在设定值跟踪以及系统鲁棒性方面均优于
传统功率调节方法；本发明的改进功率调节算法
计算量小，计算简单且易于通过DCS平台进行组
态实施，具有更大的工程应用价值。
CN110824926B
CN110824926B权利要求书1/2页

1.一种火电机组深度调峰一次调频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立深度调峰状态下一次调频被控对象多区间子预测模型，筛选获得子预测函数
控制器的内部模型；
(2)基于筛选得到的内部模型，分别进行对应的子预测函数控制器设计，求解各子预测
函数控制器的控制增量输出值；
(3)各个子预测函数控制器联合，得出多个子预测函数控制器的最终控制增量输出值；
步骤(1)所述子预测模型的控制量与被控量分别为主蒸汽阀门开度增量与输出功率增
量；

步骤(2)所述子预测函数控制器的目标函数为Jmin，J的计算表达式为：
TT
J＝(Y‑YR)(Y‑YR)+λΔU·ΔU

式中：Y为子预测模型的输出值向量；YR为被控量的设定值向量；上标T代表转置运算；λ
为控制增量权值；△U为综合阀位指令增量向量。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰一次调频控制方法，其特征在于，步骤
(1)所述筛选获得子预测函数控制器的内部模型，具体为：
分别在30％、40％额定负荷以及对应滑压设定值前提下进行不同阀位点的阶跃响应试
验，所述阀位点的试验区间为最低阀位到全开，在该区间内对阀门进行5％阀门开度增量试
验；
基于阶跃响应试验数据求解子预测模型的数据驱动辨识；
在求解后的子预测模型中，筛选距离最大的两个子预测模型以及处于中间位置的子预
测模型，将筛选出的三个子预测模型作为子预测函数控制器的内部模型。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰一次调频控制方法，其特征在于，所述
子预测函数控制器目标函数的约束条件为：

umin‑u(t‑1)≤Δu(t)≤umax‑u(t‑1)

其中，umin为控制指令的最小值约束；u(t‑1)为t‑1时刻的控制指令；△u(t)为t时刻的

控制增量指令；umax为控制指令的最大值约束。
4.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰一次调频控制方法，其特征在于，步骤
(2)中，对子预测函数控制器的目标函数求导，得出的计算结果进行卡边运算，即可得到各
子预测函数控制器的控制增量输出值。
5.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰一次调频控制方法，其特征在于，步骤
(3)所述各个子预测函数控制器联合，得出多个子预测函数控制器的最终控制增量输出值，
具体为：各子预