浅谈智能控制在电厂热工自动化中的应用

浅谈智能控制在电厂热工自动化中的应用

赵育强郑玉成王润

深圳市能源环保有限公司广东深圳518105

摘要：随着计算机技术的发展，智能控制技术已经广泛应用于各大生产行业。目前常用的智能控制方法有模糊控制方法、神经元控制方法以及专家控制方法三种。在火电厂热工过程当中，结合实际情况，合理搭配使用智能控制方法，可以有效提高系统的抗干扰能力，解决原系统当中存在的各种运行问题，维持系统的稳定性。所以，必须要重视起智能控制技术的发展，加大对智能控制技术的研究力度，为火电厂的进一步发展奠定基础。

关键词：智能控制；电厂；热工自动化；应用

1智能控制方法

1.1模糊控制方法

模糊控制方法主要运用模糊推理的方法，通过仿照人类的思考方式，对线性函数模型无法解决的问题进行处理，从而实现对系统的控制。模糊控制系统是以模糊语句与模糊数据为基础、以模糊推理为基本规则、以计算机技术作为控制手段的一种具有完整循环结构的自动化控制系统。其主要特征有以下几点：（1）不需要构建线性函数模型，操作相对简单；（2）实用性比较强，比较适合解决控制系统当中的非线性以及时滞问题；（3）所使用的系统变量是语言变量，并采用模糊推理的方式，对数据的精确度要求不太高，对结构较为复杂的系统，控制效果会比较好。

1.2专家控制方法

专家控制方法主要是把专家的理论与技术运用结合在一起，在实际应用过程中，仿照专家的思考方式，从而实现对系统的控制。专家控制系统主要是由专业数据库以及推理结构组成，系统从专业数据库中获取知识，然后在推理结构当中按照某种逻辑规则进行推理，实现对目标的控制。应用专家控制方法具有以下优点：（1）可以自主选择控制率，控制灵活性比较强；（2）可自由改变参数，使其适应外界环境的变化，适应能力强；（3）可以在控制条件变化比较大的情况下工作，维持稳定的能力强。专家控制方法在应用时主要有专家式控制器与专家控制系统两种。专家控制系统具备完整的分析控制结构、强大的数据处理能力以及实时控制的功能，其专业数据库庞大，推理机制严谨复杂；而专家式控制器使用起来相对便捷，专业数据库比较小，只包括了一些主要内容，推理机制也相对简单。

1.3神经元控制方法

神经元控制方法是通过模仿人类神经元的传导方式，将特定的信息数据联系起来，并对连接的权值不断地进行修正，以实现对系统的控制为目标构建神经网络模型。神经网络模型构建完成以后，就可以通过校正控制与预测控制来实现对系统的智能控制。神经元控制方法在应用过程中具有以下特点：（1）神经元网络模型属于非线性模型，只要模型构建得合理，基本上可以解决任何非线性的问题，比其他方法的适用性更强；（2）神经元控制系统可以同时处理多项数据，而且容错率也比较高，所以系统的工作效率也比较高，控制效果比较好；（3）学习记忆能力比较强，能够自动对处理过的信息进行储存、记忆；（4）可以同时输入和输出多个信号，所以适合多个变量的处理。

1.4组合型控制方法

1.4.1模糊专家控制结合法

模糊专家控制结合法是结合了模糊控制法与专家控制法两者优点的新型智能控制方法。模糊专家控制结合法能够在所获得的信息不够完善的条件下，通过仿照专家的思考方式，使用较为模糊的知识体系，尽量给出较为接近实际情况的答案。在该方法应用时，由于其思考问题、解决问题的方式更贴近专家的思考方式，有较为明确的开发方向，所以更加容易实现。

1.4.2模糊神经控制结合法

神经元控制方法可以构建绝大部分的函数模型，而且学习能力比较强，可以处理非线性以及不确定的信息。而模糊控制方法使用于处理线性化的信息，将模糊控制方法与神经元控制方法相结合，可以实现优势互补，既能有效处理线性化的信息，又能够处理非线性化的信息。模糊神经控制结合法的应用能够使模糊控制方法当中以模糊规则表达信息的能力与神经元控制方法当中联想记忆的能力相结合，从而提高模糊神经控制系统的信息传递能力以及表达能力。

1.4.3模糊滑模控制结合法

滑模控制的抗干扰能力比较强，而且可以有效稳定系统，减少系统的不确定性因素，但是滑模控制在滑动面周围需要频繁切换控制方式，从而使得滑动面出现抖振现象。为了弥补滑模控制的缺陷，特引进模糊控制方法，两者结合形成模糊滑模控制。这种控制方式结构相对简单，运算过程也不算复杂，既不需要构建数学函数模型，又具有滑模控制的系统稳定性。用模糊控制的方法，结合滑模控制的原理，有效解决了滑模控制抖振的问题。

2智能控制在电厂热工自动化的应用

2.1单元机组负荷控制

单元机组负荷控制系统是一种具备时变性、非线性以及不确定性的多变量系统，难以建立精确的数学模型，采取传统的控制系统很难收受到既定的效果。有关专家学者针对该种情况设置了以机跟炉与以炉跟机为基础的负荷控制系统，效果显示，这两种系统有着良好的控制品质以及自适应能力。

2.2过热汽温控制

过热汽温是电厂锅炉在运行过程中的运行质量评价标准之一，就目前来看，一般使用改变减温水量的控制方式，这种控制方式在实际的应用过程中表现出较大的时滞性与惯性，在科技水平的发展下，人们也将智能控制系统引进汽温控制过程中，很好的改善了控制系统的品质与适应性。有关的文献显示，将神经网络模糊控制系统引入过热汽温控制过程中，即时在大范围变负荷运行的过程中，整个系统依然能够保持良好的运行态势与运行性能，也可以很好的解决电厂过热汽温控制对象的不稳定性与延迟性。

2.3中储式制粉系统的控制

中储式制粉系统的控制难点包括磨负荷信号测量的复杂性、参数之间的耦合性、数学模型的复杂性等等，有关的专家针对这一特征，使用模糊语言规则，总结好运行经验，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，在电厂磨球机中进行了应用，运行效果显示，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，可以很好的提升磨机运行的安全性与稳定性，也很好的解决了磨机运行过程中的大时滞的耦合问题，提升了电厂的经济效益与社会效益。

2.4给水加药的控制

电厂锅炉给水加药一般为加氨与联氨，加氨目的是为了提升给水PH值与凝结水PH值，并减少酸性物质对水系统产生的腐蚀。加联氨的目的是为了去除水中的氧与二氧化碳，防止锅炉中铁垢与铜垢的生成。影响给水加药的因素很多，水处理工况、锅炉蒸发量都会对其产生一定的影响，因此，传统的PID往往难以实现目标调节效果。使用变频模糊加药系统可以很好的克服人工加药系统中存在的不足，也可以很好的提升给水的质量，具有动态响应快、鲁棒性强的优点，取得了良好的经济效益。

3结论

可以说，智能控制系统可以很好的解决传统系统不确定性、复杂性以及高度非线性的不足之处，智能控制系统在电厂热工自动化中的应用已经取得了良好的效益，在未来，也有着良好的应用前景，相信随着基础理论的发展与应用方法的成熟，智能控制系统将会得到更加完善的发展，电厂热工自动化水平也会得到不断的提升。

参考文献

[1]黄星宇,常龙,杜志方.智能控制在火电厂热工自动化中的应用探究[J].机电信息,2016,27:29+32.

[2]刘欣强.简析电厂热工自动化运行中智能控制的应用[J].科技与创新,2016,22:90+92.