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热电联产机组智能优化控制的研究
科研领域及方向 热能与动力工程 / 先进控制策略在热工过程自动控制方面的应用研究项目概况 本项目主要针对众多热电联产机组在实施自动控制时所存在的问题，采用先进的智能优化控制理论，研究能较好地解决热、电负荷优化控制问题的先进控制系统，具体包括：热电联产机组热电负荷协调优化控制；锅炉母管蒸汽压力的优化控制；机组主汽温度的优化控制等。主要特点 传统控制和现代控制在提高热工对象的控制品质上已作了大量的努力，但对于一些复杂对象的控制效果仍欠佳。本项目对人工免疫系统这一新的智能理论进行了研究，并与传统的PID控制、模糊控制、预测控制等方法相结合，将新的思想与传统及成熟的控制理论有机结合，应用于解决实际复杂热工过程的优化控制，以期取得良好控制效果。技术指标 着眼于热电厂母管制机组实现热、电负荷整体优化控制需要解决的的一些关键问题，针对现有控制系统的不足，研究更为有效的基于免疫算法、多Agent技术和预测控制方法等的智能优化控制系统。市场前景本项目研究成果对改善中小电厂锅炉燃烧自动控制的现状，提高其锅炉自动投入率和经济效益，以及节约能源都具有重要意义。此外，还将有力地促进人工免疫技术的发展及其在热工过程控制中的应用，并为类似分布式复杂系统的控制提供借鉴。
南京工程学院
2021-04-11
火电机组AGC协调优化控制系统
火电机组普遍存在机组负荷调节能力差、一次调频性能差、汽压和汽温等关键参数波动大等问题。锅炉调节过程的滞后和惯性远大于汽机，造成供需能量的不平衡，是导致上述问题的主要原因。 本成果采用预测控制、神经网络及智能前馈等先进技术，提出了先进的火电机组AGC协调优化控制系统。采用该系统后，机组的变负荷速率达2.0%Pe/min以上，负荷调节精度、一次调频性能均满足电网的考核要求；变负荷过程中，主汽压力的波动在0.5Mpa之内，过热汽温和再热汽温的波动均在5℃之内。同时采用了滑压及汽机配汽优化技术，在整个变负荷过程中，汽机调门开度始终维持在40%以上，在保证负荷调节性能的同时，有效减小了汽机调门的节流损失。 本项成果已用于280多台火电机组的AGC协调优化控制中，江苏已有70%以上的机组采用了此项技术；在国内的火电机组AGC协调优化改造中，此优化控制系统的市场占有率超过50%，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-11
火电机组AGC协调优化控制系统
技术创新点及参数采用该系统后，机组的变负荷速率达2.0[[[[[[%]]]]]]Pe/min以上，负荷调节精度、一次调频性能均满足电网的考核要求；变负荷过程中，主汽压力的波动在0.5Mpa之内，过热汽温和再热汽温的波动均在5℃之内。同时采用了滑压及汽机配汽优化技术，在整个变负荷过程中，汽机调门开度始终维持在40[[[[[[%]]]]]]以上，在保证负荷调节性能的同时，有效减小了汽机调门的节流损失。市场前景本项成果已用于280多台火电机组的AGC协调优化控制中，江苏已有70[[[[[[%]]]]]]以上的机组采用了此项技术；在国内的火电机组AGC协调优化改造中，此优化控制系统的市场占有率超过50[[[[[[%]]]]]]，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-11
火电机组AGC协调优化控制系统
火电机组普遍存在机组负荷调节能力差、一次调频性能差、汽压和汽温等关键参数波动大等问题。锅炉调节过程的滞后和惯性远大于汽机，造成供需能量的不平衡，是导致上述问题的主要原因。 本成果采用预测控制、神经网络及智能前馈等先进技术，提出了先进的火电机组AGC协调优化控制系统。采用该系统后，机组的变负荷速率达2.0%Pe/min以上，负荷调节精度、一次调频性能均满足电网的考核要求；变负荷过程中，主汽压力的波动在0.5Mpa之内，过热汽温和再热汽温的波动均在5℃之内。同时采用了滑压及汽机配汽优化技术，在整个变负荷过程中，汽机调门开度始终维持在40%以上，在保证负荷调节性能的同时，有效减小了汽机调门的节流损失。 本项成果已用于280多台火电机组的AGC协调优化控制中，江苏已有70%以上的机组采用了此项技术；在国内的火电机组AGC协调优化改造中，此优化控制系统的市场占有率超过50%，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-13
燃煤机组脱硝和脱硫优化控制系统
机组脱硝控制普遍存在NOx波动大、喷氨量大、空预器容易堵塞等问题；脱硫控制普遍存在PH值无法正常控制、厂用电率和石灰石消耗量高、净烟气SO2经常超标等问题。 本成果采用自适应SMITH补偿技术补偿脱硝过程的对象特性；采用模糊控制技术，有效克服脱硝过程的非线性；采用智能前馈技术，及时消除各种扰动对NOx的影响；采用模型参考自适应技术，提高脱硝控制系统的自适应能力。针对脱硫控制，本成果以净烟气SO2满足环保考核、吸收塔PH值运行在合理范围、浆液循环泵运行组合最佳为多重目标，采用多目标控制技术，提出脱硫的多目标整体优化控制策略。 采用此项成果后，烟囱入口处的NOx可控制在10mg/NM3之内，约减少30%的喷氨量；能提供最佳的浆液循环泵运行组合指导，降低浆液循环泵整体电耗20%以上。 本项成果已用于150多台燃煤锅炉脱硝和脱硫的优化控制中，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-13
电供暖智能控制系统
技术成熟度：技术突破
本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。
成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。
图1 设备实物图
图2 为智能控制系统电脑操作界面
吉林建筑科技学院
2025-05-19
燃煤机组过热汽温和再热汽温优化控制系统
成果介绍燃煤机组普遍存在过热和再热汽温波动大等问题，特别是超（超）临界机组，由于锅炉煤水比在变负荷动态过程中普遍失调，导致过热和再热汽温的波动达（20-30）℃，运行人员只能降低汽温定值运行。另外，在实际运行中，再热烟气挡板往往无法投入自动，只能采用喷水调节再热汽温，喷水量往往有20t/h以上，影响煤耗1g/kwh左右。 本项成果首先采用基于仿人智能控制技术的锅炉煤水比控制策略，确保机组在变负荷过程中的煤水比始终配合，有效抑制过热汽温的变化。在此基础上，采用预测控制、内模控制、状态变量及相位补偿等先进控制技术，提出了完整的过热汽温和再热汽温的优化控制策略。成果应用后，过热汽温和再热汽温波动均能有效控制在5℃之内，可提高过热和再热汽温定值（5-10）℃，约降低煤耗（0.5-1.0）g/kwh；确保再热烟气挡板投入自动，基本上无需再热喷水，可降低煤耗1.0g/kwh左右。市场前景本项成果已用于200多台燃煤锅炉过热汽温和再热汽温的优化控制中，江苏已有70[[%]]以上的机组采用了此项技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-11
燃煤机组过热汽温和再热汽温优化控制系统
燃煤机组普遍存在过热和再热汽温波动大等问题，特别是超（超）临界机组，由于锅炉煤水比在变负荷动态过程中普遍失调，导致过热和再热汽温的波动达（20-30）℃，运行人员只能降低汽温定值运行。另外，在实际运行中，再热烟气挡板往往无法投入自动，只能采用喷水调节再热汽温，喷水量往往有20t/h以上，影响煤耗1g/kwh左右。 本项成果首先采用基于仿人智能控制技术的锅炉煤水比控制策略，确保机组在变负荷过程中的煤水比始终配合，有效抑制过热汽温的变化。在此基础上，采用预测控制、内模控制、状态变量及相位补偿等先进控制技术，提出了完整的过热汽温和再热汽温的优化控制策略。成果应用后，过热汽温和再热汽温波动均能有效控制在5℃之内，可提高过热和再热汽温定值（5-10）℃，约降低煤耗（0.5-1.0）g/kwh；确保再热烟气挡板投入自动，基本上无需再热喷水，可降低煤耗1.0g/kwh左右。本项成果已用于200多台燃煤锅炉过热汽温和再热汽温的优化控制中，江苏已有70%以上的机组采用了此项技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-13
燃煤机组过热汽温和再热汽温优化控制系统
东南大学
2021-04-13
火电机组深度调峰多模型智能预测控制系统
成果介绍火电机组深度调峰改造是消纳可再生能源的有效途径，深度调峰就是在自动控制的情况下将机组的负荷调节下限从原来的50[[[[%]]]]Pe下调至30[[[[%]]]]Pe，甚至更低。控制难点在于：当机组处在低负荷工况时，机组被控过程的动态特性具有快速变化的特征，常规控制策略难于有效控制。本项成果采用多模型智能预测控制技术，分别提出了适合于亚临界和超（超）临界机组深度调峰的多模型智能预测控制系统，实现了在低负荷或超低负荷工况下的平稳控制。市场前景本项成果已成功应用于华能丹东、华能大连、华能营口、华能井冈山、华能大坝、国投钦州、大唐当途、中铝银星、国信射阳港、国华筹光等电厂近30台300MW亚临界、600MW和1000MW超（超）临界机组的深度调峰中。特别是，已成功将华能营口电厂#4 600MW超超临界机组的负荷深调到15[[[[%]]]]Pe，并实现了机组”干态/湿态”的一键转换控制，达到了国内外最先进的深调水平。目前，在国内已完成的机组深度调峰改造中，大部分均采用了本深调优化控制技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-11