通過上述硬件改造，克服了因磁翻板液位計自身原因，造成的液位偏差，且將原先二取中間值計算方式變成三取中間值，可有效解決水位單點跳變導(dǎo)致偏差過大的問題。（此次現(xiàn)場并沒有接觸太多液位計，其實現(xiàn)在磁翻板液位計帶遠(yuǎn)傳可選用5mm和1mm高精度遠(yuǎn)傳4-20mA信號控制，比電接點液位計精度高）

 

2.2控制參數(shù)整定部分

首先，對疏水閥開關(guān)形成進(jìn)行重新整定；其二，對DCS邏輯組態(tài)中的閥門自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整定。如圖2所示，引入水位PID自動控制仿真演示系統(tǒng)，從DCS中，獲取對應(yīng)PID調(diào)節(jié)方程，使用自適應(yīng)遺傳算法，在上述仿真系統(tǒng)中，對PID控制參數(shù)進(jìn)行離線優(yōu)化，并使用Simulink仿真軟件，對優(yōu)化效果進(jìn)行理論結(jié)果驗證。zui后將優(yōu)化后的參數(shù)，代入實際系統(tǒng)，進(jìn)行實際工況調(diào)整，完成高加液位PID自動控制參數(shù)整定。

（1）自適應(yīng)遺傳算法簡介。遺傳算法（geneticalgorithm，GA）是一種進(jìn)化算法，它的主要思路是模仿達(dá)爾文進(jìn)化論中“競天擇、適者生存”的演化方法，按照人類的要求制定選擇規(guī)則，然后模擬大自然優(yōu)勝劣汰的方式，使其在隨機(jī)種群中自然的進(jìn)化繁衍，zui終存活下來的個體即為該種群的優(yōu)勢個體。在遺傳算法中，通常會將所需要解決的問題進(jìn)行參數(shù)編碼，以染色體的方式表示，再以選擇、交叉、變異等運算將各染色體進(jìn)行迭代，以此方法來使各種群染色體中的信息得到交換，產(chǎn)生新的個體和基因組合，zui終得到符合人類所設(shè)置的規(guī)則的優(yōu)勢個體及其染色體組合。

 

本文所使用的自適應(yīng)遺傳算法，實際上就是經(jīng)典遺傳算法的一種改進(jìn)版本，其通過對遺傳參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，極大程度的提高了算法的收斂能力和速度。以仿真軟件為測試平臺，PID控制參數(shù)為優(yōu)化對象，進(jìn)行參數(shù)整定。

 

2）Simulink仿真。將優(yōu)化后的PID控制方程及其參數(shù)，使用Simulink仿真建模的方法進(jìn)行驗證。從下圖可以看出，在進(jìn)行水位調(diào)整時，參數(shù)修改前反饋曲線的波動明顯更加強烈，而使用優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行控制的水位，反饋曲線穩(wěn)定更加迅速。圖3為Simulink仿真輸出的反饋曲線示意圖。

（3）實際工況下參數(shù)整定。

2019年6月1日，1#汽輪機(jī)重新啟動，待機(jī)組帶負(fù)荷后，小組成員對原有的疏水閥PID參數(shù)進(jìn)行了修改，并人工給與一定的水位擾動，來驗證閥門的動作線性及水位的跟蹤變化情況，圖4為小組成員當(dāng)時記錄下的疏水閥PID參數(shù)以及微調(diào)后對應(yīng)的水位曲線。zui終，通過小組成員們，不斷的實驗調(diào)整，實際水位在人工擾動的情況下，均可及時實現(xiàn)液位跟蹤。

3高加液位穩(wěn)定性改良方法優(yōu)勢

（1）通過系統(tǒng)排查，合理升級硬件，有效避免了因為設(shè)備自身問題導(dǎo)致的液位跳變、數(shù)值不準(zhǔn)等導(dǎo)致的故障。徹底根除了因底層采樣不確，引發(fā)的機(jī)組停機(jī)。

（2）科學(xué)的閥門自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整定。使用高適應(yīng)性的改良遺傳算法配合液位仿真系統(tǒng)對閥門自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整定，確保方案可移植，可行性的前提下，有效實現(xiàn)了對目標(biāo)參數(shù)的精準(zhǔn)優(yōu)化，并通過現(xiàn)場重復(fù)調(diào)試，確保了對實際工況的匹配。

 

4高加液位穩(wěn)定性改良的實施過程及成果簡介

4.1實施過程

（1）現(xiàn)場調(diào)查。新昌電廠#1機(jī)組高加水位設(shè)計三套，其中二套為差壓變送器測量方式，量點液位容易因單點故障導(dǎo)致液位波動，無法做到保護(hù)3取2的安全穩(wěn)定，如圖5所示；另外一套水位計采用磁翻板遠(yuǎn)傳液位計，磁翻板液位計精度低、受高溫影響故障率較高，可靠性較差。由調(diào)查結(jié)果可以得出，高加液位測點現(xiàn)場采用2點取樣設(shè)計，一旦單點液位劇烈或壞點情況，系統(tǒng)只能被迫選擇另一點液位情況，勢必會對高加整體液位情況有較大影響。

小組成員通過做高加正常疏水閥的調(diào)門擾動實驗，對比PID參數(shù)設(shè)置情況，發(fā)現(xiàn)人工給予水位一定的擾動時，正常疏水閥動作緩慢，會使水位出現(xiàn)一定的超調(diào)或振幅現(xiàn)場，對水位超調(diào)有一定的影響。由調(diào)查結(jié)果可以得出，高加正常疏水閥門只要有小幅的波動，整個水位就會出現(xiàn)大幅的震蕩，說明整個疏水閥的閥門線性不佳，水位容易因閥門波動而劇烈波動。

 

（2）硬件改造。如圖6所示，1#汽輪機(jī)計劃停機(jī)小修，小組成員對原有的磁翻板液位計進(jìn)行了拆除，并按初始計劃新增電接點液位計。

（3）軟件改造。如圖7、8所示，小組成員對原有的液位DCS邏輯畫面進(jìn)行了修正。

 

 

 

4.2項目成果

#1機(jī)組新增高加水位測點后以及整定高加疏水調(diào)節(jié)閥PID參數(shù)后，高加水位測量準(zhǔn)確，高加水位自動調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于改造前，高加水位控制波動范圍在改造前經(jīng)常超過±50mm，改造后水位控制波動范圍基本上能夠控制在±50mm之內(nèi)，高加水位波動過大次數(shù)由原來每月6.33次成功降至2.2次。

 

5結(jié)束語

該方法為高加液位故障頻發(fā)導(dǎo)致機(jī)組運行不穩(wěn)定的發(fā)電廠家，提供了一個有效、可行的解決方案，通過軟硬件結(jié)合的整改方法，極大降低了由于高加水位波動過大導(dǎo)致的缺陷次數(shù)。有效改善了機(jī)組的運行環(huán)境，提高了運行穩(wěn)定性。