李臻

摘? 要：現(xiàn)如今，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)步提升，社會(huì)也在不斷發(fā)展和進(jìn)步，在工作和生活中離不開(kāi)電能，因此人們對(duì)電能的依賴(lài)性相對(duì)較強(qiáng)。在這種背景下，為了能夠獲取更多的電能，我國(guó)的火電廠建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大。而傳統(tǒng)的熱工控制機(jī)制技術(shù)相對(duì)落后，已經(jīng)很難滿(mǎn)足當(dāng)前時(shí)代發(fā)展需求，為了能夠獲得更多的電能，火電廠要進(jìn)行全面改革，應(yīng)用先進(jìn)控制策略，提升整體的工作效率和工作質(zhì)量。本文對(duì)火電廠熱工控制中先進(jìn)控制策略研究進(jìn)行研究，提出了幾點(diǎn)控制機(jī)制，希望能夠給相關(guān)人員一些啟發(fā)和幫助。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱工控制;策略研究

前言：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)火電廠，我國(guó)絕大多數(shù)的居民和工業(yè)用電都是通過(guò)火電廠進(jìn)行發(fā)電。作為最為重要的電力能源體系，火電廠的建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)作能夠確保經(jīng)濟(jì)的提升和人們的生活，其重要性不言而喻。為更好地提高供電效率，火電廠要對(duì)現(xiàn)有的工作方式進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)控制策略加強(qiáng)火電廠的管理，才能提升火電廠的熱工控制質(zhì)量。

一、應(yīng)用模糊控制機(jī)制

在進(jìn)行火電廠熱工控制中采用了先進(jìn)控制策略，其中包含了模糊控制。模糊控制應(yīng)用于較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，通過(guò)利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和推導(dǎo)理論的形式對(duì)其進(jìn)行控制。在采用先進(jìn)控制時(shí)需要確定較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，才能更好地進(jìn)行接下來(lái)的研究工作。而火電廠熱工控制曲線模型沒(méi)有規(guī)律性，變量之間的關(guān)系并不確定，函數(shù)圖像并不是直線，可能是曲線，也有可能是不連貫的點(diǎn)。它的數(shù)據(jù)模型并不能確定，時(shí)常進(jìn)行變化，具有時(shí)變性和不確定性，因此技術(shù)人員難以根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線參考創(chuàng)設(shè)出較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，這也無(wú)法對(duì)熱工系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究工作。為了能夠更好地發(fā)展火電廠熱工控制，這就使應(yīng)用模糊控制機(jī)制成為可能性。模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制相比，有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。模糊控制不需要確定較為精確的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)較為容易。將模糊控制引進(jìn)到火電廠熱工控制中，具有較為積極的意義。

模糊控制是一個(gè)閉環(huán)控制，在輸入端施加信號(hào)產(chǎn)生輸出量，輸出量通過(guò)一定的形式產(chǎn)生反饋?zhàn)罱K重新返回到輸入端。模糊控制的主要流程為：在輸入端給定一個(gè)模擬信號(hào)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，信號(hào)再通過(guò)模糊控制器。模糊控制器由計(jì)算控制變量、模糊量化處理、模糊視頻規(guī)則、模糊決策和非模糊化處理五個(gè)部分組成，它的主要作用原則為調(diào)整整個(gè)模型的誤差，在系統(tǒng)誤差較大時(shí)能夠盡可能減小誤差，在誤差較小時(shí)不僅要對(duì)誤差進(jìn)行調(diào)整，還要保證整個(gè)火電廠熱工控制的穩(wěn)定，確保其能正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)超調(diào)振蕩現(xiàn)象，不會(huì)影響火電廠的工作進(jìn)程[1]。經(jīng)過(guò)模糊控制器處理的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器重新將信號(hào)模式轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，通過(guò)傳感器執(zhí)行相應(yīng)的指令，最終重新回到輸入端完成閉環(huán)控制。然而這只是理想情況，在實(shí)際進(jìn)行運(yùn)作中會(huì)產(chǎn)生誤差影響，導(dǎo)致輸入量與輸出量存在數(shù)值不一的情況，出現(xiàn)穩(wěn)定誤差。為了避免以上情況，在進(jìn)行火電廠熱工控制中先進(jìn)控制策略研究時(shí)要妥善合理運(yùn)用模糊控制機(jī)制。由于火電廠的控制對(duì)象有著一定的延時(shí)，不能及時(shí)進(jìn)行同步，存在著滯后性。為了更好地對(duì)火電廠熱工進(jìn)行控制，需要優(yōu)化火電廠的管理制度和機(jī)制，能夠完善火電廠熱工控制。火電廠在進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)常會(huì)出現(xiàn)噪音干擾，在一定程度上使模糊控制產(chǎn)生誤差，因此技術(shù)人員應(yīng)該妥善處理該問(wèn)題，避免出現(xiàn)的結(jié)果存在誤差影響整體的控制效果。

二、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制

現(xiàn)如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，火電廠的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，因此需要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制進(jìn)行火電廠熱工控制工作。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制能夠?qū)^為復(fù)雜的非線性模型進(jìn)行分析處理，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算和推理工作。它與傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，存在著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，它對(duì)模型數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的記憶學(xué)習(xí)功能，能夠直接充當(dāng)控制器，此外，它的運(yùn)算能力較強(qiáng)，能夠處理部分傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無(wú)法計(jì)算的大型數(shù)據(jù)[2]。它的數(shù)據(jù)輸入端和輸出端口也相對(duì)較多，處理數(shù)據(jù)較快。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制的實(shí)現(xiàn)并不唯一，通常由以下幾種方式實(shí)現(xiàn)最終的目的：

第一，通過(guò)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為整個(gè)火電廠熱工系統(tǒng)的控制器，能夠?qū)痣姀S熱工系統(tǒng)產(chǎn)生一定的約束作用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的記憶學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，長(zhǎng)久以往能夠自動(dòng)分析識(shí)別火電廠熱工系統(tǒng)的規(guī)律。在火電廠熱工系統(tǒng)中運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制，能夠消除在生產(chǎn)過(guò)程中存在的誤差和干擾因素，提升整體控制效果，以便于火電廠管理人員能夠更好地進(jìn)行管理，在一定程度上提升了管理效率，節(jié)省了大量的人力工作。為了使火電廠的管理人員能夠更好地進(jìn)行管理工作，可以對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容和部分注意事項(xiàng)，從而能夠更好地進(jìn)行維護(hù)管理控制工作。

第二，需要注意的是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制并不能單獨(dú)使用，而是需要與傳統(tǒng)火電廠熱工控制進(jìn)行緊密地聯(lián)系，才能夠充分發(fā)揮先進(jìn)控制策略的作用。例如現(xiàn)如今的火電廠在進(jìn)行技術(shù)上的運(yùn)用時(shí)，通常采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的PID控制器相結(jié)合的形式進(jìn)行先進(jìn)控制策略。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)模擬人思維的第二種方式進(jìn)行工作，利用逼近性的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)記憶能力能夠最終找到最佳PID參數(shù)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)最終形成BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，它結(jié)合了PID控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較低，控制精度較高。然后對(duì)其進(jìn)行仿真操作，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和軟件進(jìn)行模擬操作運(yùn)行，最終使設(shè)計(jì)目的的實(shí)現(xiàn)成為了可能，能夠有效改進(jìn)傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題。

三、預(yù)測(cè)控制機(jī)制

在火電廠熱工控制先進(jìn)控制策略中，不僅可以使用模糊控制機(jī)制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制，還可以采用預(yù)測(cè)控制機(jī)制。預(yù)測(cè)控制機(jī)制通常使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)。在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算時(shí)，它并不是對(duì)模型進(jìn)行連續(xù)采樣計(jì)算，而是具有間隔性。它的預(yù)測(cè)方式較為簡(jiǎn)便，操作步驟沒(méi)有相對(duì)繁瑣，僅僅需要對(duì)火電廠熱工的階躍或脈沖響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定，就能夠快速得到其數(shù)學(xué)模型，不需要進(jìn)行更多較為繁瑣的步驟和計(jì)算推論，例如推算出其傳遞函數(shù)或狀態(tài)方程，在一定程度上節(jié)約了時(shí)間，提升了整體效率[3]。火電廠使用模糊預(yù)測(cè)控制，能夠提升其運(yùn)行需求，保障火電廠在生產(chǎn)工作的安全性。

現(xiàn)如今的預(yù)測(cè)控制機(jī)制的種類(lèi)和方式較多，一般來(lái)說(shuō)，常常運(yùn)用以下幾種技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行現(xiàn)金控制策略。

內(nèi)?？刂破鞯慕M成成分包括控制器和濾波器，二者之間能夠獨(dú)立進(jìn)行工作，彼此在進(jìn)行工作時(shí)不會(huì)相互產(chǎn)生影響造成干擾。其中控制器的主要作用是對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，能夠影響系統(tǒng)的響應(yīng)性能，而濾波器的作用能夠去除干擾的頻率，得到人們所需的特定頻率的電源信號(hào)。它的參數(shù)較少，調(diào)節(jié)方式較為簡(jiǎn)便，使用效果良好，因此部分熱電廠廣泛進(jìn)行應(yīng)用。另一種控制形式為廣義控制機(jī)制，它能夠確保整個(gè)熱工系統(tǒng)的時(shí)效性，還能在工作時(shí)更好地對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督。為了確保熱電廠能夠順利實(shí)施開(kāi)展工作，工作人員要了解和熟悉具體的算法內(nèi)容，保證操作流程具體化，才能更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)控制機(jī)制。

結(jié)論：綜上所述，雖然先進(jìn)控制策略的復(fù)雜程度較高，操作難度相對(duì)于傳統(tǒng)控制技術(shù)較大，但是它的出現(xiàn)對(duì)火電廠熱工控制產(chǎn)生較為積極的影響。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，能夠使先進(jìn)控制策略更好的應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的火電廠熱工控制中，通過(guò)應(yīng)用模糊控制機(jī)制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制和預(yù)測(cè)控制機(jī)制，進(jìn)一步提升火電廠的工作質(zhì)量和工作效率，能夠促進(jìn)火電廠更好的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉勇.控制策略在火電廠熱工控制中的應(yīng)用分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（33）：195-196.

[3]陳濤.先進(jìn)AGC控制策略提升火電廠熱工自動(dòng)化水平[N].中國(guó)電力報(bào)，2019-04-24（007）.