火电厂锅炉过热汽温控制系统是提高机组热效率和保证机组安全运行的重要组成部分。过热蒸汽温度的干扰因素很多、很频繁且扰动量很大。在各种扰动作用下,过热蒸汽温度动态特性具有大迟延、大惯性、时变性和非线性的特点。尤其在大容量、高参数的发电机组中,被控对象更加复杂,对控制系统的要求更高,常规的汽温串级控制已经不能满足要求。近年来,随着控制理论的发展,国内外一些专家学者尝试采用更为先进的理论和控制策略,取得了一定的应用成果,但大多数存在着一些缺点,如对被控对象的模型结构仍有一定要求,算法比较复杂,不易获得有效的控制规则以及自学习过程太长,不易收敛等。本课题组采用辐射图像处理技术检测炉内辐射能信号,仿真研究结果表明该信号应用于火电机组负荷控制,可产生明显改善的效果。辐射能信号能够很好地反应炉膛燃烧状况,同样也能够反映炉膛出口的烟气的变化趋势,是引起过热汽温波动的直接原因之一。本文研究通过检测辐射能信号及其变化趋势来提前调节减温水量,从而控制过热蒸汽温度。以广东东莞沙角发电总厂A电厂5号300MW的机组为研究对象,通过在现场采集到的数据,运用MATLAB辨识工具包,采取多组数据系列的辨识建模的方法,建立以“主蒸汽流量”、“辐射能信号”和“减温水流量”为输入,“过热器出口蒸汽温度”为输出的原有过热汽温系统的“黑箱”式数学模型。利用得到的模型,借助于辐射能和主蒸汽流量作为前馈信号,采用补偿控制方式,加上过热汽温偏差控制,组成新的过热汽温控制策略。运用MATLAB的SIMULINK仿真工具包进行计算机仿真,将新控制策略的仿真结果与原有的控制方式的仿真结果作对比。结果表明,采用炉膛辐射能信号的前馈控制方案,可以提高机组的效率,减小过热汽温的扰动,具有良好的社会经济效益和工程实用价值。