TELKOM NIKA , Vol.14, No .1, March 2 0 1 6 , pp. 162~1 7 0   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v14i1.2746    162      Re cei v ed O c t ober 2 1 , 201 5; Revi se d Ja nuar y 19, 20 1 6 ; Acce pted  February 6, 2 016   Active Disturbance Rejection Control of Thermal Power  Unit Coordinated System Based on Frequency Domain  Analysis      Ruiqing Zha ng* 1 ,Liang y u  Ma 2 , Yongguang Ma 2 , Yang Liang 1 , Li w e i Geng 1   1 Colle ge of Me chan ical a nd El ectrical En gin e e rin g , Agricultu r al Univ ersit y   o f  Hebei,   Baod ing  071 00 1, Hebe i, Chin 2 School of Co n t rol and C o mp uter Engi ne erin g,  North Chi na  Electric Po w e r Univers i t y   Baod ing  071 00 3, Hebe i, Chin *Corres p o ndi n g  author, em ail :  zhrqingc n@1 26.com       A b st r a ct   F o r the  multi-i n put a n d   multi- o u t put, strong-c oup lin non lin e a featur es of coord i nate d   sy stem  f o thermal p o w e r unit,  it is difficult  for traditio nal PID co ordi nated c ontro sche m e to  me et the pow er gr i d   de ma nd w h ich  often partici p a tes in p eak r egu latio n  a nd  freque ncy mo dul ation. In thi s  pap er, inver s e   Nyquist  array  is e m p l oye d  t o  carry o u t frequ ency  do ma in a nalys is of  the  pla n t mod e l. T hen  Pseu do- dia gon ali z a t io n  is  used  to  de sign  the st atic  dec oup li ng  co mp ens ation  matrix of th e sy stem. A bove   on   these, the l i n e a r active  distu r banc e rej e ctio n contro ller  ofevery ch ann el  in co ordi nate d   system c an  b e   desi gne d rep e ctively.  Dyn a m ic co up lin and syst e m  unknow p a r t s are obse r ved by  exten d e d   state  observer o f ADRC  and is com p ens ated to thesystem  i n  ti m e The simul a tion tests show  that  the  disturb ance  re j e ction  resu lts  of t he  lo ad  a n d  the  ma in  ste a m pr essure   f o r the  co ord i na ted co ntrol  sys tem  und er LADR C i s  better than th at of PID control.    Ke y w ords :   thermal  pow e r unitco o rdi nate d  syste m , li near   active   disturb ance  r e jecti on c ontr o ller ,   freque ncyd omain a nalys is, extende d stat e observ e r, pseu dod iag o n a li z a t i on     Copy right  ©  2016 Un ive r sita s Ah mad  Dah l an . All rig h t s r ese rved .       1. Introduc tion  With the i n creasi ng d e ma ndof po we r a nd in cr ea sing ly close atte ntion to e n vironment   peopl e p a y, large  the r mal  po we r u n its have  be com e  the  main  u n its of  po we r gri d  in   Chin a   becau se  of th eirs hi gh  efficiency, lo w e m issi on,  l oad  re gulating   se nsitiv e a nd  other adva n tag e s.  Since the b o il er in large th ermal p o wer  unit o ften em ploys the on ce-throug h boil e r unit with ou a   drum, the tra n sition p r o c e ss, whe r e wa ter is evap ora t ed to steam, is insta n t, and this ma ke s the   dynamic p a rameters of once - throug h boiler u n i t, such a s  the unit load resp onse quality, the  main ste a pre s sure, an d other pa ra meters, pr esent stronge cou p ling  and stron g e r   no nl inear  prop ertie s  [1-5], and these  make the u n itmore diffi cult to be controlled. The r ef ore, in ord e to  improve th unit load  re spon se  spe e d  and  en sure  the  main ste a pressu re para m eter  m o re   stable; in  re cent years it  is becoming  hot re sea r ch  to maste r  t h e  basi c   cha r a c t e rist ic s of  la r g e- cap a cityt he rmal po we r u n it, and to  re sea r ch a n   ad vance d  control strategy fo r the  coo r di n a ted  s y s t em of the unit [6-8].  The varia b le  param eter  PID control  with  feed forward is  wide spread  used  in boiler  turbine  coordinated control  system  of power plant, but in this strategy, more auxiliary link and  non-th eo retical skill s com p onent s are int r odu ce d into  the system, so that t he controller st ru cture  is mo re  comp lex, tuning  pa ramete rs of  contro lle are s eriou s   dep en dent o n  exp e r ien c e, a nd t he  strategy  is n o t ea sy to  meet the  hig h  pe rf orm a n c co ntrol  re quire ment s [ 9 -10]. In  mo dern   freque ncy do main theo ry, the inverse  Nyquist  array (INA) me thod for mult ivariate anal ysis  requi re s that  the sy stem  ha sonly the  diago nal  d o minan ce,  a nd do es not  need a p r e c ise  mathemati c al  model for the controlled o b ject,  but also the pre c om pen sation a r ray optimized  by  the p s eud o d i agon alizatio n  algo rithm h a s  g ood  de co upling  effect  to the sy ste m , and th us  has  been  re sea r ched an d ap pl iedto mult ivariable sy stem  of chemi c al,  aero s p a ce, p o we r pla n t, and  other field  [1 1-12]. Th e a c tive distu r ba nce  reje ction  cont rol (A DRC) a s simila ting the soul  of  mode rn cont rol  theo ry,  pionee red by Professo r Jin gqing Ha n,  is  a ne mo del-in dep end ent  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Active  Distu r ban ce Reje ction Co ntrol of Therm a l Power Unit Coo r d i nated… (Rui qing Zha n g )   163 controlle r [1 3], which u s e the uni qu e ESO to  e s timate  the disturban ce of  both  internal  uncertaintie s  and  extern a l  distu r ba nce s  in  sy stem, and  autom a t ically compe n sate s th e t o tal  disturban ce,  thus for no nlin ear, l a rg e in e r tia, un ce rtain  time-d elay  complex  syste m s, thi s  m e th od  has b e tter control qu ality [14-15]. But ADRC  woul d be improv ed and pe rfe c ted for com p lex  indu strial p r o c e ss  appli c at ions, a nd e s peci a lly  the  nume r ou s p a r amete r s tuni ng p r oble m s in  ADRC have  become a   fundame n tal  probl em to  be solved in  pra c tical  ap plicatio n. Since   feedba ck con t rol stru cture of  Li ne ar ADRC p r op osed by Profe s so Gao [1 6] em p l oys lin ea r fo rm,  and it not onl y make s the theoretical  an alysis of  A D RC furthe r dev elopme n t [17 - 19], but al so  its  para m eters t uning i s  grea tly simplified,  and ea sy to be u s ed in  pra c tice. A large  numb e r of  applie re se a r ch es have shown  t hat LA DRC ha s a  strong a b ility to cont rol  co mplex nonli n ea r   uncertain o b j e cts.   Inthis p ape r, aiming  60 0 M su percri t ical o n ce-th r ough  boile unit, INA m e thod i s   employed to  carry on the  system fre q u ency dom ain  analysi s , pse udodi agon ali z ation met h o d  is   use d  to  con d u ct the  pre-compen satio n   static  de coup ling de sig n  fo r the  system,  and th e mo d e unkno wn pa rt s of the sy ste m   and dyna m i c distu r b a n c es a r e ob se rv ed by ESO of ADRC, and  a t   the sam e  time the ob serve d  value is  co mpen sat ed to  the system i n  time. The si mulation resu lts  sho w  the effe ctivene ss of the pro p o s ed  control strate gy.    2. D y namic  Char actertic s  of Objec t  Model   Coo r din a ted  system  of the on ce-th r o u gh boil e r u n it is a  com p licated large  system. In   gene ral, the  system  can b e  see n  a s  a three - in put  an d three - outp u t  structu r e. Its input vari ab les  inclu de the a m ount of fuel  B , the main steam valve opening  μ %  and feed water  W , and  the  corre s p ondin g  outp u t vari able s   contai n  main  ste a m  pressu re   Pt , the  real  unit  po we Ne , an interme d iate point’s enthal py  H . When t he feed  wate r of the  syste m  in a c corda n ce  with  ce rtain   coal -water  ra tio is adj uste d, the syste m  can   be  si mplified to a  two-in put two-outp u t syst em   sho w n in Fig u re 1. Since  there is a  strong cr o s s-co upling bet we en the variab les, the syste m   also po se nonlin ear a n d  time-varyin g  cha r a c teri stics, and thu s  the stabilit y margin of the   system i s  re duced. It is difficult to achieve  goo d control effe ct throug h u s in g a singl e lo op  control.      Figure 1. The  simplified inp u ts and o u tpu t s of the power unit       In this pa per,  the  plant  we di scusse d i s   a  coo r din a ted cont rol sy stem of  the  600M sup e rcriti cal t herm a l po we r unit s  in  He nan p r ovin ce.  Its turbi ne p r odu ced  by Dongfan g turbi ne  factory with  signal shaft, three  cylinder four  exhaust, double back-press ures, pure condensing  steam tu rbin e ,  use s  a  com p lex ope ratio n  model with variabl e pressure; it has an intermedi ate   rehe at, and  i s  in  supe rcri tical  con d itio ns. T he  boil e r m ade  by  Don g fang  bo iler fa ctory i s  a  supercriti cal variable  parameters  facility. The rated  power  of uni t s  i s  600M W, and the obj e ct   pre s sure befo r e the turbi n e  is 24.1MPa.   The  experim ental pl atform is the Sta r-9 system  develop ed b y   No rth Chin Ele c tric  Powe r Unive r sity with the full scope si m u lation abo ut all kind s of electri c  po we r units. Base d on  the Star-9 simulatio n  sy stem, the st ep re sp on se  data can b e  acquired t h rou gh m a tlab  comm uni cati ng pro g ra m with the sim u lator,  and the desi gnin g  model of 600MW supe rcritical  unit at 10 0%  load i s  e s tabl ishe d with  th e improv ed  g enetic  algo rit h m. The t r an sfer fu nctio n s of  the coo r din a ted syste m  are followin g    6.66 ( 4 9 . 3 1 ) 11 ( 5 6.7 1 )( 24 7.1 1 ) 1 23.5 1  ss g ss s                ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 14, No. 1, March 2 016 :  162 – 1 7 0   164  1.42 93 ( 2 72 .5 1 ) 12 ( 1 7 5 .9 1 ) ( 1 26 .3 1 ) 10 1  s g ss s              ( 2 )    0.60 73 21 ( 32. 7 1 ) 1 41. 5 1 g ss               ( 3 )      0.72 82( 8 4 .9 1 ) 22 ( 201 .3 1 ) ( 9 4.66 1 ) 283 .6 1  s g ss s            ( 4 )     3. Frequen c y    Domain Analy s is of Coordinated Sy stem  As  we all  kno w , a  pre c i s mathemati c al  model  is req u ired  to the  controlle d o b je ct in th e   state  spa c e  t heory, th e d e s ign ed  co ntro ller  stru ctu r for multiva r ia ble  system  is quite  co mple x,  so that it is di fficult to appl y. In engineering,  frequ en cy domain an a l ysis is  a com m only metho d of de sign  an d integ r ation  for  cont rol  system. But coordi nated  system is a  multiple-i nput san d   multiple-outputs coupling system,the  Nyquist  m e th o d  often  ap plied to  an alysi s  a n d  optimi z ed   desi gn a  si ng le varia b le, h a no lo nge r any me anin g  [11]. In this se ction,  we  use  the inve rse   Nyqui st array (INA) to co n duct thefrequ ency  dom ain  analysi s , and  adopt p s eu do  diagon alizati on  to develop a  decouplin g d e sig n  for the above sy ste m   3.1. Multiv ariable Con t rol Sy stem Arch itecture and  Freque nc y  Domain Analy s is  Stability is one of the most  important indexes  for cont rol  sy stem desi gn. For  si ngle-input  singl e-o u tput  (SISO) sy stem, the  ch aracteri stic root su rro und ed  by  (-1, j 0 ) in a  clo s e d  l oop   system  can  determine the  distributi on  of its  stability. But this  method isnot  suitabl e for multi-i n put  and m u lti-out put (MIMO )   system, the   stability ident ification  of m u ltivariable  system is jud ged   throug h the  prop ertie s  of  return difference det e r mi nant of the  system.  Multi v ariable syst em  diagram is  sh own in Fig u re  2.        Figure 2. Dia g ram of multi v ariable  cont rol system       Whe r e,  G ( s ) presents t he co ntrolle d system s, Kcp( s can  be se en as a pre- comp en sat o r,   Kc (s ) is   dynamic corr ector ,   H ( s ) i s   calle d the f eedb ack g a i n  matrix,  Q ( s rep r e s ent s the system forward ch ann el  matrix, t hen  the transfe r functio n  matri x  of  the closed- loop sy stem can be written as:      1 () ( ) ()  c GI Q s H s Q s          (5)     In which,    | D ( s ) |=| I + Q ( s ) H ( s )   |          ( 6 )     The above e q uation (6 ) is  called the retu rn  differen c e d e termin ant of the system.   Based o n  the  inverse  Nyq u ist array  (INA)of return difference matrix  D(s ) , engin eerin gs  often use Ge rsh g o r in theo rem to get the circumfe re nce n u mbe r , whi c h is surround ed with  the  points  (0, j0 by Gersh gori n  ci rcl e s, a n d  then o b serv e wh ethe D ( s ) i s  di ago nal  domin an ce,  and  finally they can judge the  stability of the system.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Active  Distu r ban ce Reje ction Co ntrol of Therm a l Power Unit Coo r d i nated… (Rui qing Zha n g )   165 The inve rse  Nyqui st array  method  doe s not  re q u ire   the syste m  completely d e c ou pled,  as long a s  th e comp en sat ed system h a s diag onal  domina n ce, whi c h ma ke s controll er de sign  become ea sy   Whe n  the nu mber of in put  variable s  is  t he sam e  as the numbe of output in system,   assume d the numbe r of input variable a s  the q-th, at j ω 0 point, thus INA for the system tra n sf er  function mat r i x  is expresse d as a compl e x numbe r.  0 () ,  , 1 , , ik i k ik g jj i k q          (7)     For the value s  of m (m = 1,  ..., q), we ca n obtain a ma trix Am.  In which,     , ∑       ,  , , 1 , ,       ( 8 )     Eigenvalue and eig enve c tors of the m a trix Am  are comp uted. T he eige nvect o rs  of the   minimum eig envalue s con s titute a colu mn vector of  km, and the n  throug h all o f  the m values;  finally we obt ain the small e st  feature vectors, whi c constitu te the  c o mpens a tion matrix  Kc p Appling ab ove the method , in the frequency  ω  = 0, we ca n get the pre c om pe nsate d   array of  Kc p   for a boile r-tu r bine  co ordi n a tion syste m Gershg orin  band di ag ra m of the syst em  after com pen sated a r e carried out.     3.2. Diagona lly  Dominant Analy s is of  th e Super c ri tical Unit  Co ordinated Sy stem   Diag onal do minan ce ofcoordi nation system  ab out  600M sup e rcritical on ce-throug boiler u n it at 100% load i s  analyzed sho w n in Figu re  3.      Figure 3. Dia gonal d o mina nce a nalysi s   of coordinate d  system a b o u t 600M     From th e ab ove ch art, we ca n seetha t, g 11  and g 22 in the sy stem  have surrou nded t h e   origin, so that they are non-diag onal  dominan ce  and their variable s  have seri ou s co upl ing,   De cou p ling n e tworks wo ul d need to be  develop ed in   orde r to de sig n  their own controlle r.   De cou p ling d e sig n  of 600 MW supe rcrit i ca l on ce -through b o iler  unit at 100%  load is  sho w n in Fig u re 4. The fi gure  sho w s, Gersh w in Go ering  circle of g11 and g 22 all have  no  longe r su rrou ndedth e  origi n , the system  hasal re a d y a diago nal d o minan ce, so  the system  has  achi eved a st atic de cou p lin g, the deco u p ling matrix is  Kc p  = [-0.0 1 1 6  -0.999 9; -0. 9951 0.0 992].   From  the abo ve  cha r ts we can se that the  ope n-lo o p  tran sfer fu n c tion mat r ix o f  boiler- turbine  coo r d i nated syste m  has be co me diago nal  domina n ce matrix, thus in the next sect ion,   we will devel op  two subsy s tem s controll ers  by usi ng ADRC respectively  ac cording to the design  method of the  single - loo p  controlle r.     - 100 -5 0 0 50 100 - 100 -5 0 0 50 100 - 5000 0 5000 10 000 - 300 - 200 - 100 0 -2 -1 0 1 0 20 40 60 - 150 - 100 -5 0 0 50 - 100 -5 0 0 50 100 g 22 g 21 g 12 g 11 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 14, No. 1, March 2 016 :  162 – 1 7 0   166   Figure 4. Pre c omp e n s ated  deco upling  d e sig n  of coo r dinated  syste m  about 600 MW      4. AD RC  Des i gn for Supe rcritical  Uni t  Coordin a te d  Sy stem  Coo r din a ted  system  can  be divided i n to two pa rts,  turbine  and  boiler. Ea ch  part is  compl e x high -order n onlin ear sy stem, and it is ve ry difficult to  establi s h its  accurate mo del.  While A D RC doe s not de mand to  kno w  the  syst e m  model, we  use the  se cond o r de r lin ear  ADRC (LA D RC) to de sign t he turbin e co ntrolle r and th e boiler  cont roller.     4.1. The Stru cture o f  LADRC  LADRC controller st ru cture  is sho w n in F i gure 5.       Figure 5. LADRC cont roll er st r u ct u r e       In gen eral,  when th controller i s   de sig ned, the  pa rt  whi c h i s   high er tha n  the  th ird-ord e (incl udin g  thi r d-o r de r) in th e obj ect  ca be  see n   a s  u n ce rtain pa rt of  t he  dy n a mi c sy st em,  so  t h system  can b e  simplified a s  the followi n g  form:    0 (, , ) y fy y w b u             (9)     Whe r e,  u  i s  the  system  input,  y  i s   the sy stem  output,  w  i s  the  system  un kno w n   disturban ce,  f  represents the system  to tal disturb a n c e,  b 0  is the controlle r gain ,  and the state   equatio n of the system  can  be expre s se d as the follo wing:     12 23 0 3 1 xx x xb u xh yx             (10 )     -1 0 1 2 -6 0 -4 0 -2 0 0 20 -6 -4 -2 0 2 -1 0 1 2 3 -0 . 8 -0 . 6 -0 . 4 -0 . 2 0 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 - 10000 -5 0 0 0 0 5 000 0 100 200 300 z3 z2 z1 1 u1 S c ope 2 x '  = A x +B u  y  = C x +D u LESO 1 1/ b0 1 Gai n 2 kd _ 1 Ga i n 1 kp _ 1 Ga i n A dd3 Add 1 Ad d 2 r1 1 y1 g 22 g 21 g 11 g 12 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Active  Distu r ban ce Reje ction Co ntrol of Therm a l Power Unit Coo r d i nated… (Rui qing Zha n g )   167 Whe r x 1 x 2 x 3  rep r e s ent s the system state variable s and h   LESO is the   extended  sta t e ob se rver  of  LADRC. T he in puts of  the ob se rver incl ude   output u of  the co ntrolle r and o u tput  y of t he system. The  outputs  of the ob se rver are   z =[ z 1 , z 2 , z 3 ] T , where  z 3  is t he expan sio n  of the state, rep r e s ent s the sy stem to tal disturban ce,  whi c h i n cl ud es th syst em of  external di st urba nce s   and  u n ce rtainty wi thin the  system  disturban ce s.   Match the ri g h t obse r ver g a in, so that e a ch o b serve r ed valueof L ESO can tra ck e a ch  state of the system, i.e.  → , → , → , , . z just dynami c ally estim a te s value  f . The  coeffici ent matrix of the observe r can be  written re sp e c tively.  11 0 20 1 300 A       01 02 03 Bb      10 0 01 0 00 1 C 00 00 00 D      (11 )     Assu ming  all  the pole s  of t he ob se rver  are a r rang ed  with  ω 0 , the chara c te risti c   equatio for LESO is  following.      3 32 12 3 0 || sI A s s s s          (12 )     So we ca n ob tain the following relate d eq uation s   23 10 2 0 3 0 3, 3 ,            (13 )     Whe r ω is  calle d the ob serve r  ba nd width and it is the only nee d  tuning pa ra meters in  LESO.  If the variable  u  is sele cted  as the follo wi ng,    0 0 (, , ) f yy w u u b            (14 )     Then, the no nlinea r syste m  will becom e an  integral seri es type sy stem, namely .     y  , ,  ̂          ( 1 5 )     So we  can  u s e the  "linea state erro r fee dba ck  (LSEF)" lawto  de sig n  the  ideal   co ntrolle r.  State feedba ck  cont rol law can be d e si g ned the follo wing.                  ( 1 6 )     Whe r e,  v  i s  the set value.   Thus th e clo s ed-lo op tra n sf er functio n  is  descri bed a s   followin g   1 2 () p c dp k Gs s ks k            (17 )     To  simplify the p a ra mete rs in th con t roller to b e   tuning, a n d ω c  is   a s s u me d a s  the  band width  of  the  co ntrolle r, so the   cha r acte ri stic   pol ynomial of  th e controller repre s e n ts a s  a  function of  ω c , i.e:      2 2   dp c sk s k s           (18 )     W h er k p = ω c 2 k d =2 ω c th en  ω is the   only ne ed tu n i ng p a ra mete rs in li nea state e rro feedba ck (LS E F).    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 14, No. 1, March 2 016 :  162 – 1 7 0   168 4.2. The desi gn of ADRC   controller of Coordina te d Sy stem  Based  on p s eu do dia g o nal de cou p li ng co mpe n sation, adrc  controlle r of above  c o ordinated sys tem  is  built in  s i mulink  of matlab  environment.In order to  c o mpare the  c ontrolled   result, PID controlle rof th e co ordi nate d  syste m   is  setcomm only. The two cont rolle rs  abo ut the  controlled  system are sho w n in Figure 6. In whic h, the  adrc co ntroll er of  the co ordinated  syste m   are in the up e r  blue dotted  box, and the PID contro ller of the plant is in the lower pink box.         Figur e 6. The  control  sy ste m  diagr ams o f  LADRC a n d  PID      4.3. ADRC Si mulation Experiment for Coordin a te d  Sy stem  For a  600M W sup e rcriti cal  unit co ordi nat ed sy stem at  100% loa d , lo ad di sturb a n c e and  the main ste a m pre s sure  disturb a n c e  exper iment s are ca rri ed  out under  LADRC an d  PID   control respectively.  In whic h, ADRC  contr o lle r para m eter s a r e:     01 1 0 1 1 . 89 , 0 .018 , 0 .0 023 3  c b , 02 2 0 2 0.31 , 0 .029 , 0 .00 019  c b     PID controller param eters are:     11 0.625 , 70.1  pi KT , 21 2 . 2 751 , 8 50  pi KT     The  comp ari s on s of  syst em ste p  re sp onse cu rve s   for loa d  di stu r ban ce  are shown in   Figure 7.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Active  Distu r ban ce Reje ction Co ntrol of Therm a l Power Unit Coo r d i nated… (Rui qing Zha n g )   169   Figure 7. Co mpari s o n s of  system  step resp on se curv es un der LA DRC a nd PID      In Figu re 7, l oad step  distu r ban ce  expe ri mentis  co ndu cted at  50 s. The  figu re (a is  lo ad   respon se  curve, and figu re  (b ) is the m a in ste a m p r e s sure  re spon se curve. T he  blue h eavy li ne  in the  figures is und er the  co ntrol  of L A DRC  re spo n se  curve, th e em ergi ng  g r een  line  i s   PID  control u nde r the  re spon se curve,  and  the  red   da shed li ne i s  t he ta rget  of  the sy stem.  The  figure s  sho w  that  theplant is  can be see n   as  singl e  variabl e afte r the p s e udo   diago nalizatio n   and de co uple d  by ADR C , and the effect of LADRC  c ontrol i s  much better than  the effect of the   PID.   The comp ari s on s of  syst em step  re spon se   c u r v es  fo r  th e  ma in  s t ea m pr e s s u r e   disturban ce are sho w n in Fi gure 8.       Figure 8. Main steam p r e s sure  step di st urba nce expe riment       In Figure 8, the step di stu r ban ce exp e riment  of the main stea m pre s sure is condu cte d   at 50s. Th e figure  (a ) is l oad respon se cu rve,  and  the figure  (b ) is the m a in  steam p r e ssure   respon se  cu rve. The blue  heavy line in the fi gure s  is unde r the  control of L A DRC re sp o n se   curve, the em ergin g  green l i ne is PID co ntrol und er th e re spon se  curve, and the  red da sh ed li ne  is the  targ et  of the  system . The figu re sho w  th at  th e p l a n t  is   c a b e   s e en  as  a s i ng le  var i a b le   after the p s e udo dia gon ali z ation  and d e co uple d  by  ADRC, and t he effect of L A DRC contro l is  much b e tter than the effect  of the PID.  As we  can  se e from  the fig u re  8, the  re s pond  index  of load andm ain  steam  p r e s sure  with   LADRCs is o b viously supe rior to that ofPID.      5. Conclusio n   In this pap e r , for co ordi nated sy ste m  of a sup e rcritical on ce-throug h bo iler unit,  freque ncy do main analy s i s  is pe rform e d, steady  co mpen sation  matrix is de si gned, an d ADRC  0 20 0 40 0 60 0 800 1 000 1 200 140 0 160 0 18 00 2 000 0 0. 5 1 1. 5 0 20 0 40 0 60 0 800 1 000 1 200 140 0 160 0 18 00 2 000 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 -2 . 5 -2 -1 . 5 -1 -0 . 5 0 0.5 ( a )                     T i m e s Loa d R e s p o n s e 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 ( b )                     T i m e s P r es s u r e  R e s pon s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 14, No. 1, March 2 016 :  162 – 1 7 0   170 control  strate gy of coo r din a ted b o iler-tu rbine  sy stem  is e s tabli s h e d .  Steady state  de cou p ling  a n d   dynamic com pen sation co ntrol  of  the system a r e realized. Loa d step di sturban ce test are   carrie d out u nder PI D co n t rol strategy  and LA DRCs  control st rat egy re spe c tively. The re su lts   sho w  th at th e re sp on se  curve  cont rolle d by LA DRCsis si gnificant ly better tha n  thatof the PI D   controlle r. Th is st rategy  combine d  the  frequ en cy d o main  analy s is with  di sturban ce  reje cti o n   control te chn o logy to the  coo r din a ted  system  i n  th ermal  po we units, is a n e w b o ile r-tu r bine   coo r din a tion  control sch e m e, and its  controlle can  be de sign ed  quickly and  e fficiently, and has  less tuning p a ram e ters, is  easy to be ap plied in engi n eerin g.      Ackn o w l e dg ements   This work wa s su ppo rted b y  NSF6117 41 11.       Referen ces   [1]  Z a in Z a harn,  Ruife ng S h i,  Xian gji e  L i u. T he Po w e Unit  Coor din a ted  C ontrol  via  Un iform Differe nti a l   Evoluti on Al go rithm.  T E LKOMNIKA Indon e s ian Jo urn a l of  Electrical E n g i ne erin g.  20 13;  11(7): 34 98- 350 7.  [2]  D Harikris hn a, NV Srikanth. D y n a mic Stab ilit En hanc eme n t  of Po w e r S y s t emsUsin g  Ne ural-N et w o rk   Contro lle d Sta t ic-Compe nsat or.  T E LKOMNIKA Ind ones ia n  Jour nal  of  El ectrical  Eng i n e erin g . 2 012;   10(1): 9-1 6 [3]  Basler MJ, Schaefer RC. U nder sta ndi ng  Po w e r S y stem  Stabilit y .   IEE E  T r ansaction s on Industry  Appl icatio ns.  2 008; 44( 2): 463 -474.   [4]  A RAY, HF  Bow m a n . A Non l i near D y n a mic  Mode l of a Once-T hrough Su bcritical Ste a m  Generator.   T r ansactio n s o f  the ASME . 1976; (9): 332-3 3 9 [5]  DeMel l o F P . B o iler m o d e ls fo r s y stem d y n a m ic performa n c e studi es.  IEEE Transactions on P o wer   System s . 19 91 ; 6(1): 66-74.   [6]  Hossei n  Sh ah i n zad eh, Sa ye d Mohs en N a sr-Azada ni , N a zere h Jan nes ari. App licati o n s  of Particle   S w a rm Optimiz a tion  Alg o rithm  to Solv ing  the  Econom ic L o a d  Dis patch  of  Units i n  Po w e S y stems  w i t h   Valve-Point Effects.  Internatio nal J ourn a of Electr ical an d Co mp uter  Eng i ne erin g . 20 14;  4(6): 85 8- 867.   [7]  Junji e  Gu,  Xi ao w e i C ao. R e searc h  on  C ontro l M e thod  for Intermedi ate Poi n t T e mperatur e o f   Supercr itical  Boil er Base d  on Active  Disturb ance Rejecti on Cas c ade Contr o l.   TEL K OMNIKA  Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2013; 1 1 (7): 3 957- 396 3.   [8]  Han Z h on g x u,  et al. A  ne w   m e thod  of co ordi nat ed  contro l s y stem  desi g n   and  en gi neer in g a ppl icatio n   of super critica l  unit.  Chin ese  Journ a l of mec han ical e n g i ne erin g . 200 9; 29 (8): 75-81.   [9]  Yong gu ang  M a , Ru iqi n g  Z h ang,  Li ang yu   Ma, Bin g shu  W ang,  et al. Active  D i sturb ance   Re jecti o Contro l for Co ordi nated S y st em of  Supercr itical Po w e r U n its.  Journ a l o f  Applie d Math ematics an d   Statistics . 2013 ; 51(34): 11 2-1 20.   [10]  T an W, Liu JZ , F ang F ,  et al.  T uning  of PID control l ers forb oiler-tur bi ne un its.  ISA  T r ansactions . 200 4;   43(4): 57 1-5 8 3 .   [11]  Ma Pi ng, T i an  Pei, Lv  Li xia,  e t  al. Ap plic atio n res earch  of  multivari a b l e fr equ enc dom a i n met hod  i n   thermal pr oces s control.  Heb e i  electric p o w e r technol ogy . 19 94; (2): 75-78.   [12] Ha w k i n DJ.  P s eud odi ag on ali s ation  an d the  in i n vers e Ny quist arr a me thod . Proc eed i ngs of IEE E   Part D. 1972; 1 19: 337- 34 2.  [13]  Han J i n gqi ng.  F r om PID to  Ac tive Distur b ance  Re jectio n  Contro l.  IEEE Transactions  on Industrial  Electron ics . 20 09; 56(3): 9 00- 906.   [14]  Guan Z h imin,  et al. M a ins t eam temp era t ure co ntrol  o f  thermal  po wer pl ant  base d  o n  activ e   disturb ance re j e ction co ntrol.  Journ a l of System Si mul a tion .  2009; 2 1 (1): 3 07-3 11.   [15]  Hua ng  Hua n p ao, et  al. Aut o  distur banc e r e ject i on c ontro l schem of c oord i nate  s y stem of th erma l   po w e r unit.  Chi nese Jo urn a l o f  mech anic a l e ngi neer in g . 20 04; 24(1 0 ): 168 -173.   [16] Z h iqi ang  Ga o.  Scalin g an Bandw idth-P ar ameteri z at ion  base d  Co ntroll er T unin g . Procee din g s o f   America n  contr o lco n ferenc e. 200 3: 498 9-49 96.   [17]  Xu e W enc hao,  Huan g Y. On performanc ana l y si s of AD RC for a class  of MIMO lo w e r-trian gul ar   non lin ear uncer tain s y stems.  ISAT ransactio n s . 2014; 53( 4): 955- 962.   [18]  Z heng  Qin g et al. A  pr acti cal  appr oac to distur ba nce  dec ou pli ng c ontrol.  Contr o l  Eng i ne eri n g   Practice . 200 9;  17(9): 101 6-1 025.   [19]  Brian F a st, et al.  Active Disturbanc e Rej e ction C ontrol  of a MEMS  Gyroscope Pr occ. of 200 8   America n  Cont rol Co nferenc e .  2008: 37 46-3 750.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.