沈立锐，丁 超，夏 焱，陈 鹏

(中国船舶重工集团公司第七○三研究所无锡分部，江苏 无锡 214100)

转速负荷控制是贯穿于燃气轮机整个运行过程最重要的控制功能之一，它实现并网前后的转速、负荷调节以及保证甩负荷时机组安全、正常工作[1]。三轴燃气轮机负荷控制目前广泛采用串级PID控制方案，可抑制内侧回路干扰又不对外侧回路造成较大影响，并获得很好的稳态和动态控制性能[2-3]。此外，在传统的燃气轮机控制系统中除了具有控制功能反馈回路外还包括转速、温度等多个限制回路，经过复杂的高低选后才输出需求的控制量，这种结构无疑是复杂的[4]。

为进一步提高燃气轮机转速负荷的控制性能又同时兼顾对各限制的管理，模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)开始受到人们广泛的关注。在燃气轮机控制领域，MPC首次在某实验室燃气轮机中获得成功应用[5]，随后A. A. Ghafouri Rokn Abadi等针对微型燃气轮机设计了闭环MPC控制器，研究了不同限制条件下的燃气轮机的控制效果[6]；A.P.Wiese等针对燃气轮机设计了非线性模型预测控制器，该控制器可实现对压气机出口压力的管理和放气流量的跟踪[7]；B.G.Vroemen等针对燃气轮机设计了非线性MPC并与线性MPC进行了对比，在不增加调节时间的基础上获得了更好的控制效果[8]；Swathi.S等基于燃气轮机传递函数设计了转速MPC控制器，并在限制条件下进行仿真，取得了较PID控制器更好的性能[9]；Thiago S.Pires等基于非线性模型预测控制在限制条件下对燃气轮机燃油量优化，燃气轮机加减载过程和甩负荷过程进行了仿真，满足燃气轮机稳、动态的要求[10]。……