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摘要：本文作者阐述了智能控制的理论与方法，主要分析了智能控制技术在火电厂汽轮机、汽包锅炉燃烧自动控制及电厂一次调频技术中的工程应用，供大家参考借鉴。
关键词 电厂热工；自动化；控制；分析
中图分类号：TP27文献标识码：A 文章编号：
传统控制适于解决线性、时不变等相对简单的控制问题，这些问题用智能方法同样也可以解决。智能控制是对传统控制理论的发展，为处理复杂性、不确定性、高度非线性系统提供了有效的理论和方法。本文主要分析了智能控制技术在火电厂汽轮机、汽包锅炉燃烧自动控制及电厂一次调频技术中的工程应用，为发展、完善和智能控制的研究起到了推动作用。
1 人工智能理論分析
人工智能(Artificial Intelligence)。英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能研究的一个主要目标就是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。
编程是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环。实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。
2 人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势：
2.1 它们的设计不需要控制对象的模型(在很多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往存在不确实性因素)。
2.2 通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。
2.3 它们比古典控制器的调节容易。
2.4 在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。
2.5 运用语言和响应信息可能设计它们。
2.6 它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的计)，与驱动器的特性无关。
3几种智能控制技术的主要方法
随着人工智能技术的发展，相关科研人员就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计、故障预测及诊断、控制与保护等领域。
3.1模糊控制
所谓模糊控制,就是在被控制对象的模糊模型的基础上，运用模糊控制器近似推理手段，实现系统控制的一种方法。模糊模型是用模糊语言和规则描述的一个系统的动态特性及性能指标。
模糊控制的基本思想是用机器去模拟人对系统的控制，它是受这样事实而启发的：对于用传统控制理论无法进行分析和控制的复杂的和无法建立数学模型的系统，有经验的操作者或专家却能取得比较好的控制效果，这是因为他们拥有日积月累的丰富经验，因此人们希望把这种经验指导下的行为过程总结成一些规则，并根据这些规则设计出控制器，然后运用模糊理论，模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识，把这些模糊的语言上升为数值运算，从而能够利用计算机来完成对这些规则的具体实现，达到以机器代替人对某些对象进行自动控制的目的。
3.2神经控制
基于神经网络的控制称为神经网络控制（NNC），简称神经控制，这一新词是在国际自控联杂质《自动化》（Automatica）1994年首次使用的，最早源于1992年H.Tolle和E.Ersu的专著《Neurocontrol》。神经网络具有很强的逼近非线性函数的能力，即非线性映射能力，把神经网络用于控制，正是利用它的这个独特优点。基于神经网络的智能模拟用于控制，是实现智能控制的一种重要形式，近年来获得了迅速发展。
3.3基于知识的专家控制
近十多年来，专家系统技术的迅速发展及其在控制工程中的应用，为智能控制开辟了一个新的研究方向，即专家控制，（EC—expert control）又称专家智能控制。所谓专家控制是指将专家系统的理论和技术同控制理论方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的智能，实现对系统的控制。工业过程控制问题是工业控制领域中的主要对象，由于现代工业过程控制所要求的高精度，实现控制的复杂性及所要求控制的实时性之间存在着矛盾，所以近年来开发的实时过程控制专家系统已经成为解决这种矛盾的有效途径。
4 智能控制在电厂热工自动化中的工程应用
4.1模糊控制在汽轮机电液控制中的应用
汽轮机电液控制系统的基本控制功能有转速控制功能，负荷控制功能，和阀门管理功能，转速控制功能是指并网前的机组转速控制；负荷控制是指在并网后进行机组负荷的控制；无论是转速控制还是负荷控制，最终都要通过阀门的动作来实现，汽轮机以热量作为输入量，控制锅炉内的气压。
4.2模糊控制在汽包锅炉燃烧控制中的应用
在汽包锅炉的燃烧过程控制中，常以汽压作为主要被控量。运行中维持汽压稳定，是保证机炉安全经济运行的必要条件之一。此外，对汽包锅炉燃烧的控制，要求克服对象特性的多变性、非线性、噪声、不对称的增益特性、较大的纯滞后等因素的影响，实现较精确的温度和压力控制。并在此基础上寻求最佳的燃烧过程，提高热效率，以达到节约能源的目的。
4.3神经网络在电厂一次调频技术中的应用
一次调频功能对维持单元机组和电网的稳定起着重要的作用。发电机组在电网出现异常的情况下，充分利用锅炉蓄热快速响应，以弥补电网负荷差距，稳定电网频率。随着大电网战略的实施，给各局部电网和运行机组提出了更高的要求。作为电力系统的基础部分，发电机组的安全稳定对电网的稳定起着至关重要的作用。 电网频率是一个频繁变化的参数，也是电网运行的重要监视参数。神经网络学习波形时，无需高度的专门知识和熟练操作者的经验，就能自动地构成模糊控制器，因而在电力系统频率控制中，具有良好的控制效果。
5 结束语
火电厂自动控制的任务所涉及的专业面相当广泛，除了对锅炉、汽轮机、发电机进行自动控制外，还要对各种辅助系统进行相应的控制。由于采用的主机及辅助设备不同，如汽包锅炉和直流锅炉，因此他们的控制方法也有较大的区别。在火电机组的控制工程中，常用的控制规律是PID，由于PID控制器的参数整定方法多种多样，有的需要根据理论计算来整定，有的需要凭操作人员的经验人工整定等，常规PID控制难以获得满意的控制效果，因此人们不得不寻找先进控制技术来获得更好的过程控制。智能控制是近年来控制界新兴的研究领域，为处理复杂性、不确定性、高度非线性系统提供了有效的理论和方法，如模糊专家控制、神经网络专家控制、模糊神经网络专家控制等，是火电厂热工过程自动控制的理想策略之一。
参考文献：
[1] 侯树文,陈燕,李方方.火电厂热工自动化的现状与进展[J].山西建筑,2011,33(3).
[2] 张擎.浅论火电厂热工自动化的现状与进展[J].科技传播,2010,（15）.
[3] 黎宾.智能控制及其在火电厂热工自动化的应用[J].中国科技信息,2007,（19）.
[4] 杨庆柏.21世纪火电厂热工自动化展望[J].中国电力,2008,32(1).
[5] 阎峰.火电厂热工自动化设备的改造[J].中国集体经济,2009,（13）.
[6] 张丽红.电厂仪表自动化的校验与智能管理[J].民营科技,2010，(09)
关键词 电厂热工；自动化；控制；分析
中图分类号：TP27文献标识码：A 文章编号：
传统控制适于解决线性、时不变等相对简单的控制问题，这些问题用智能方法同样也可以解决。智能控制是对传统控制理论的发展，为处理复杂性、不确定性、高度非线性系统提供了有效的理论和方法。本文主要分析了智能控制技术在火电厂汽轮机、汽包锅炉燃烧自动控制及电厂一次调频技术中的工程应用，为发展、完善和智能控制的研究起到了推动作用。
1 人工智能理論分析
人工智能(Artificial Intelligence)。英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能研究的一个主要目标就是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。
编程是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环。实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。
2 人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势：
2.1 它们的设计不需要控制对象的模型(在很多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往存在不确实性因素)。
2.2 通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。
2.3 它们比古典控制器的调节容易。
2.4 在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。
2.5 运用语言和响应信息可能设计它们。
2.6 它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的计)，与驱动器的特性无关。
3几种智能控制技术的主要方法
随着人工智能技术的发展，相关科研人员就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计、故障预测及诊断、控制与保护等领域。
3.1模糊控制
所谓模糊控制,就是在被控制对象的模糊模型的基础上，运用模糊控制器近似推理手段，实现系统控制的一种方法。模糊模型是用模糊语言和规则描述的一个系统的动态特性及性能指标。
模糊控制的基本思想是用机器去模拟人对系统的控制，它是受这样事实而启发的：对于用传统控制理论无法进行分析和控制的复杂的和无法建立数学模型的系统，有经验的操作者或专家却能取得比较好的控制效果，这是因为他们拥有日积月累的丰富经验，因此人们希望把这种经验指导下的行为过程总结成一些规则，并根据这些规则设计出控制器，然后运用模糊理论，模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识，把这些模糊的语言上升为数值运算，从而能够利用计算机来完成对这些规则的具体实现，达到以机器代替人对某些对象进行自动控制的目的。
3.2神经控制
基于神经网络的控制称为神经网络控制（NNC），简称神经控制，这一新词是在国际自控联杂质《自动化》（Automatica）1994年首次使用的，最早源于1992年H.Tolle和E.Ersu的专著《Neurocontrol》。神经网络具有很强的逼近非线性函数的能力，即非线性映射能力，把神经网络用于控制，正是利用它的这个独特优点。基于神经网络的智能模拟用于控制，是实现智能控制的一种重要形式，近年来获得了迅速发展。
3.3基于知识的专家控制
近十多年来，专家系统技术的迅速发展及其在控制工程中的应用，为智能控制开辟了一个新的研究方向，即专家控制，（EC—expert control）又称专家智能控制。所谓专家控制是指将专家系统的理论和技术同控制理论方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的智能，实现对系统的控制。工业过程控制问题是工业控制领域中的主要对象，由于现代工业过程控制所要求的高精度，实现控制的复杂性及所要求控制的实时性之间存在着矛盾，所以近年来开发的实时过程控制专家系统已经成为解决这种矛盾的有效途径。
4 智能控制在电厂热工自动化中的工程应用
4.1模糊控制在汽轮机电液控制中的应用
汽轮机电液控制系统的基本控制功能有转速控制功能，负荷控制功能，和阀门管理功能，转速控制功能是指并网前的机组转速控制；负荷控制是指在并网后进行机组负荷的控制；无论是转速控制还是负荷控制，最终都要通过阀门的动作来实现，汽轮机以热量作为输入量，控制锅炉内的气压。
4.2模糊控制在汽包锅炉燃烧控制中的应用
在汽包锅炉的燃烧过程控制中，常以汽压作为主要被控量。运行中维持汽压稳定，是保证机炉安全经济运行的必要条件之一。此外，对汽包锅炉燃烧的控制，要求克服对象特性的多变性、非线性、噪声、不对称的增益特性、较大的纯滞后等因素的影响，实现较精确的温度和压力控制。并在此基础上寻求最佳的燃烧过程，提高热效率，以达到节约能源的目的。
4.3神经网络在电厂一次调频技术中的应用
一次调频功能对维持单元机组和电网的稳定起着重要的作用。发电机组在电网出现异常的情况下，充分利用锅炉蓄热快速响应，以弥补电网负荷差距，稳定电网频率。随着大电网战略的实施，给各局部电网和运行机组提出了更高的要求。作为电力系统的基础部分，发电机组的安全稳定对电网的稳定起着至关重要的作用。 电网频率是一个频繁变化的参数，也是电网运行的重要监视参数。神经网络学习波形时，无需高度的专门知识和熟练操作者的经验，就能自动地构成模糊控制器，因而在电力系统频率控制中，具有良好的控制效果。
5 结束语
火电厂自动控制的任务所涉及的专业面相当广泛，除了对锅炉、汽轮机、发电机进行自动控制外，还要对各种辅助系统进行相应的控制。由于采用的主机及辅助设备不同，如汽包锅炉和直流锅炉，因此他们的控制方法也有较大的区别。在火电机组的控制工程中，常用的控制规律是PID，由于PID控制器的参数整定方法多种多样，有的需要根据理论计算来整定，有的需要凭操作人员的经验人工整定等，常规PID控制难以获得满意的控制效果，因此人们不得不寻找先进控制技术来获得更好的过程控制。智能控制是近年来控制界新兴的研究领域，为处理复杂性、不确定性、高度非线性系统提供了有效的理论和方法，如模糊专家控制、神经网络专家控制、模糊神经网络专家控制等，是火电厂热工过程自动控制的理想策略之一。
参考文献：
[1] 侯树文,陈燕,李方方.火电厂热工自动化的现状与进展[J].山西建筑,2011,33(3).
[2] 张擎.浅论火电厂热工自动化的现状与进展[J].科技传播,2010,（15）.
[3] 黎宾.智能控制及其在火电厂热工自动化的应用[J].中国科技信息,2007,（19）.
[4] 杨庆柏.21世纪火电厂热工自动化展望[J].中国电力,2008,32(1).
[5] 阎峰.火电厂热工自动化设备的改造[J].中国集体经济,2009,（13）.
[6] 张丽红.电厂仪表自动化的校验与智能管理[J].民营科技,2010，(09)