Синергетический метод синтеза нелинейных систем иерархического управления теплоэнергетическими процессами

• Автор: Лаптев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Проблема иерархического управления теплоэнергетическими

процессами в

1.1. Описание технологического процесса производства электрической

энергии.1

1.2. Типовые задачи автоматического управления теплоэнергетическими объектами.

1.3. Математические модели теплоэнергетических объектов.

1.3.1. Основы математического моделирования

1.3.2. Нелинейные модели теплоэнергетических объектов

1.3.2. Линейные модели теплоэнергетических объектов

1.4. Современные методы синтеза систем управления теплоэнергетическими
объектами
1.4.1. Типовые схемы систем автоматического регулирования теплоэнергетическими объектами
1.4.2. Принципы построения промышленных систем управления теплоэнергетическими объектами
1.4.3. Методы аналитического конструирования оптимальных регуляторов АКОР
1.4.4. Методы синергетической теории управления
1.5. Выводы по главе
2. Управление теплоэнергетическими объектами в нормальном режиме
работы
2.1. Синтез базовых законов управления
2.1.1. Управление энергоблоком при постоянном давлении пара
2.1.2. Управление энергоблоком при скользящем давлении пара
2.2. Синтез законов управления с учетом особенностей модели.
2.2.1. Особенности нелинейной математической модели энергоблока
2.2.2. Синтез базового закона управления энергоблоком с учетом особенностей модели.
2.2.3. Управление энергоблоком при постоянном давлении с учетом особенностей модели.
2.2.4. Управление энергоблоком при скользящем давлении с учетом особенностей модели.
2.3. Исследование грубости замкнутой системы управления.
2.3. Основные научные результаты и выводы по главе.
3. Синтез иерархической системы управления энергоблоком а
3.1. Постановка задачи.
3.2. Формирование законов управления энергоблоком для верхнего уровня
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Исследование качественных свойств оптимальных по быстродействию управлений.
3.2.3 Определение линии переключения
3.2.4. Синтез субоптимального по быстродействию управления.
3.3. Синтез законов управления подсистемой Паровая турбина
3.3.1. Постановка задачи.
3.3.2. Синтез закона управления
3.3.3. Результаты моделирования
3.4. Синтез законов управления подсистемой Паровой котел
3.4.1. Постановка задачи.
3.4.2. Синтез законов управления при постоянном давлении пара
3.4.3. Синтез законов управления при скользящем давлении пара
3.4.4. Результаты моделирования
3.5. Моделирование иерархической системы управления энергоблоком
3.6. Основные научные результаты и выводы по главе
Закл ючеиие
Список литературы


АЭС производят в России около 5% всей выработки электроэнергии. Гидравлические электростанции (ГЭС) используют энергию падения водяных потоков, ветровые электростанции используют энергию ветровых потоков, гелиоэлектростанции используют энергию солнечного излучения, а гидроакумули-рующие электростанции (ГАЭС) потребляют электроэнергию с период малых нагрузок и производят ее в период максимальных нагрузок. Для получения электроэнергии также используют тепловую энергию подземных термальных вод, разность температур на поверхности и в глубине океана и др. Электростанции объединяются в электроэнергетическую систему (энергосистемы), в которую включаются также потребители электроэнергии, электрические линии, связывающие их с электростанциями, и распределительные устройства. Энергосистемы соединяются между собой линиями связи для перетоков электроэнергии и образуют Единую энергетическую систему России. Наиболее распространенными являются ТЭС, ввиду наличия органического топлива почти во всех районах страны и планеты. Поэтому остановимся на подробном рассмотрении электростанций данного вида. Существуют различные способы классификации тепловых электростанций. Отметим наиболее распространенные и важные из них. По виду отпускаемой энергии различают конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). КЭС отпускают только электрическую энергию. ТЭЦ отпускают потребителям электрическую и тепловую энергию с паром или горячей водой. По типу технологической структуры разделяют блочные и неблочные ТЭС. Рис. Схема простейшей тепловой электростанции. При неблочной структуре (ТЭЦ и КЭС небольшой мощности) имеются магистрали свежего пара и питательной воды общие для всех парогенераторов. Существуют также классификации ТЭС по виду используемого топлива, типу основных турбин, типу парогенераторов, по мощности и т. Схема простейшей тепловой электростанции показана на рис. ДВ - дутьевой вентилятор, ДС - дымосос, ДТр - дымовая труба. Поступающее на ТЭС топливо проходит подготовку к сжиганию и подается в топочную камеру парогенератора (ПГ). Воздух, необходимый для горения, подается с помощью дутьевых вентиляторов (ДВ), а продукты сгорания - дымовые газы отсасываются с помощью дымососов (ДС) и отводятся в дымовые трубы (ДТр). Перечисленные выше элементы составляют топливно-газовоздушный тракт ТЭС. В системе топливно-газовоздушного тракта химически связанная энергия топлива при сжигании в топочной камере выделяется в виде тепловой энергии, которая передается радиацией и конвекцией через стенки металла трубной системы парогенератора воде и образуемому из воды пару. Тепловая энергия пара преобразуется в турбине в кинетическую энергию потока, передаваемую ротору турбины. Механическая энергия вращения ротора турбины, соединенного с ротором электрического генератора (ЭГ) преобразуется в энергию электрического тока. Строго говоря, сюда также следует отнести электрический генератор, но в данной работе мы будем рассматривать данный элемент отдельно. Рассмотрим последовательно конструкцию и технологические процессы, происходящие в парогенераторах и паровых турбинах. Парогенератор, или паровой котел, предназначен для выработки пара с давлением выше атмосферного за счет теплоты сжигаемого топлива []. Сущест-. Рис. Их различают по назначению, давлению, производительности, способу циркуляции и т. Наиболее распространенными являются: барабанные котлы и прямоточные котлы. Основным их отличием является организация движения рабочей среды. В барабанном котле рабочая среда, нагреваясь, циркулирует в испарительном контуре, а отделение пара от пароводяной смеси происходит в специальном устройстве - барабане. Движение рабочей среды происходит за счет разности плотностей воды и пароводяной смеси. В прямоточном котле движение среды принудительное, осуществляемое питательным насосом. На рис. Для более детального рассмотрения технологического процесса производства пара рассмотрим основные элементы паровых котлов. На рис. ГПЗ - главная паровая задвижка, РПК - регулирующий питательный клапан. Рис.