引言目前火电机组普遍采用中间再热技术，但再热汽温系统具有滞后性大、非线性等特点，现场工程应用中调解精度较差，对机组循环热效率有一定影响。火电机组再热汽温常用的调节方法分为两类：烟气侧的调节和蒸汽侧的调节。烟气侧的调节方法主要有烟气挡板、烟气再循环、摆动式燃烧器等，蒸汽侧的调节方法主要有事故喷水减温等。但由于再热减温水循环的效率较低，目前对再热汽温的调节主要采用烟气侧调节。有研究提出一种动态矩阵控制与自抗扰控制相结合的串级自抗扰预测控制策略，在保持原有的串级回路基础上，在主回路采用适应于慢过程的动态矩阵控制，实际应用表面相比于PID串级控制有更强的抗扰动和设定值跟踪能力[1]，但该方法需要建立多个较为精确地再热汽温系统的数学模型。另有研究设计了一种基于模仿学习的控制策略,以烟气挡板为对象，通过学习运行过程数据实现了平稳控制[2]，但该方法在学习前需要标注大量的轨迹数据，实际应用中工作量较大。基于上述研究，本文提出一种先进控制策略的仿人智能再热汽温控制方案，以燃烧器摆角和事故减温水为研究对象，在电厂的应用中取得较好的效果。1概述三河发电厂1号锅炉的再热汽温系统配置有4个摆动式燃烧器和一个事故喷水调门。再热汽温调节主要采用以调节燃烧器摆角为主，再热事故喷水减温为辅。事故喷水仅在再热器金属壁温超温及再热汽温超温等特殊情况下使用。2再热汽温控制特点及难点由于再热汽温系统具有滞后性大、惯性大和非线性等特点，常规的再热汽温控制方案无法满足再热汽温控制要求，实际运行中再热汽温自动控制无法投入，只能手动操作，影响机组再热循环效率，增加机组的煤耗。再热汽温控制的难点为：（1）只能通过调节燃烧器摆角位置来调节，并采用事故喷水减温来辅助调节。虽然燃烧器摆角调节方式具有调节简便，灵敏度高的优点，但是只能小范围调节。同时，事故喷水需兼顾再热器金属壁温及再热汽温，给再热汽温控制增加了难度。（2）再热汽温系统惯性大、非线性强，再热汽温易受机组负荷、燃烧工况等影响，且与过热汽温相比更加敏感。（3）基于常规PID控制策略的再热汽温控制，自动控制投用率低，再热汽温只能手动控制。机组变负荷时，再热汽温的控制波动大，较长时间不能回调到设定值附近。三河1号机组再热汽温控制目前主要采取手动控制方式，减温水和摆角控制也都是手动进行开度调整。通过单独的PID控制多次调整效果不是很理想，经常造成温度超标报警。3仿人智能再热汽温控制方案针对再热汽温的惯性大、非线性强的特点以及再热汽温控制中存在的难点，提出了一种基于仿人智能前馈补偿的模糊PID再热汽温控制策略。再热汽温燃烧器摆角的优化控制策略如图1所示，再热汽温事故喷水的优化控制策略如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.06.012.F001图1再热汽温燃烧器摆角的优化控制策略10.3969/j.issn.1004-7948.2021.06.012.F002图2再热汽温事故喷水的优化控制策略模糊控制对控制对象的模型要求不高，设计简单，方便应用在系统中。模糊控制系统的抗变换、抗干扰性强，非常适合应用在非线性系统和纯滞后系统的控制。模糊控制系统有3个部分，分别是模糊化处理、模糊推理和反模糊（清晰化）控制。模糊控制系统机构简图如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.06.012.F003图3模糊控制系统结构简图（1）模糊化处理。将真实的输入量通过相应的函数转换成为模糊控制器中的模糊语言变量值，由对应的隶属度函数确定相应的语言变量值。选择偏差和导数作为模糊控制器的输入语言变量值。（2）模糊推理。利用模糊规则变量将模糊化后的变量转变为输出的模糊量，而模糊规则一般情况下是采用If-Then形式的条件语句来描述，由大前提、小前提和结论组成。其中关键的规则库由大前提构成，主要是根据专家经验或者知识产生的多个模糊条件语句。小前提则是由模糊判断句组成，模糊控制的关键问题就是保证模糊规则的正确度。（3）清晰化。也称为反模糊，是模糊控制的最后一个环节，同时也是最关键的环节。将在模糊推理过程中输出的模糊变量转变成最终输出的精确值。使用重心法(COG)、最大隶属度平均值法(MOM)、最大隶属度值法（MC）和面积平均法(COA)[3]等方法进行反模糊化。模糊控制的主要过程是和上述3个部分共同作用，最关键的是选取隶属度，将精准的输入值转化为相应的语言变量，再通过合理的模糊规则推理出正确的结论，最后通过反模糊的方法得到最终输出的精确值。HSIC（仿人智能控制，human-simulated intelligent control）算法是根据人的思维方式设计的算法。当偏差增大时，加大控制量，保证偏差停止增加；当偏差减小时，减小控制量，使偏差趋于零。为保证再热汽温控制性能以及尽可能减少事故喷水量对机组经济性的影响，提出在再热汽温控制方案中融入仿人智能控制。当通过调整燃烧器摆角无法有效抑制再热器壁温或再热汽温大幅度的升高时，启动再热喷水控制回路，通过事故喷水抑制再热汽温的进一步升高。当再热器金属壁温或再热汽温超温且偏差较大时，降低再热汽温设定值，加快再热汽温调节。当再热器金属壁温或再热汽温已回调时，及时关小事故喷水调门，并根据回调情况及时关闭事故喷水调门，尽可能减少喷水流量。4工程应用在三河电厂1号机组的再热汽温控制系统中，采用基于仿人智能前馈补偿的模糊PID再热汽温控制策略，控制效果如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.06.012.F004图4三河1号机组再热汽温控制效果图由图4可知，负荷从272 MW至170 MW的变化过程中，再热汽温波动不超过5 ℃，采用基于仿人智能前馈补偿的模糊PID再热汽温控制策略可以较好的适应系统变化，防止再热汽温超温或再热器壁温超温并减少再热减温水的使用量。5结语本文提出一种基于仿人智能前馈补偿的模糊PID再热汽温控制策略，三河电厂1号机组实施应用。通过扰动试验，无论在机组稳态工况还是机组变负荷调节时，均取得较好的控制效果，再热器温在摆角和减温水的联合控制下，满足自动控制系统要求，有效应对再热汽温的控制难点，对负荷变化等扰动具有响应快、鲁棒性强的特点，具有实际应用价值。