申请/专利权人：江苏舜高智能科技有限公司

申请日：2021-06-10

公开（公告）日：2023-10-27

公开（公告）号：CN113341765B

主分类号：G05B17/02

分类号：G05B17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.10.27#授权;2021.09.21#实质审查的生效;2021.09.03#公开

摘要：本发明适用于热工自动控制技术领域，提供了一种严格控制碳排放的燃煤电站CO2捕集系统灵活调控方法，包括如下步骤：步骤S1：选取大型燃煤电站CO2捕集系统的被控变量及控制变量；步骤S2：在开环情况下，对给煤量、给水流量、主蒸汽阀门开度、贫液流量及再沸器抽汽流量输入M序列信号；步骤S3：利用MATLAB辨识工具箱中的n4sid算法获得燃煤电站CO2捕集系统状态空间模型；通过建立基于扩增状态空间模型的预测控制器，能有效处理燃煤电站CO2捕集系统强耦合、大延迟和强系统约束的控制难题，提高动态调节品质，同时，本发明对性能指标增加了输出变量的软约束，使得系统捕集率维持在[ymin，ymax]之间，大幅度降低了CO2捕集率的波动，实现了碳排放的严格控制。

主权项：1.一种严格控制碳排放的燃煤电站CO2捕集系统灵活调控方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：选取大型燃煤电站CO2捕集系统的被控变量yk及控制变量uk；步骤S2：在开环情况下，对控制变量输入M序列信号，其中控制变量包括给煤量、给水流量、主蒸汽阀门开度、贫液流量及再沸器抽汽流量，并采集被控变量的数据，其中被控变量包括主蒸汽压力、中间点焓值、机组发电量、捕集率及再沸器温度；步骤S3：利用MATLAB辨识工具箱中的n4sid算法获得燃煤电站CO2捕集系统状态空间模型，如公式1xk+1＝Axk+Bukyk＝Cxk+Duk1其中， 步骤S4：实现无差调节，对公式1增加积分作用，并考虑不可测扰动、模型失配对状态空间模型的影响；构建公式2所示的扩增状态空间模型； 步骤S5：根据燃煤电站CO2捕集系统前一时刻输入、输出数据及公式2中的扩增状态空间方程，利用卡尔曼滤波器估计状态量xek，如公式3所示xek+1|k＝Aexek+BeΔukPek+1|k＝AePekAeT+QnLx＝Pek+1|kCeT[CePek+1|kCeT+Rn]-1xek+1＝xek+1|k+Lx[yk-1-Cexek+1|k]Pek+1＝I-LxCePek+1|k3式中，xek+1|k为k时刻对k+1时刻的状态估计；xek和xek+1分别为k时候和k+1时刻的状态量；pek为后验估计协方差矩阵；Qn和Rn分别为状态量和测量值噪声的协方差矩阵；Lx为最优卡尔曼增益；yk-1为k-1时刻输出变量的测量值；步骤S6：根据扩增状态空间模型和状态估计值xek，估计未来P时域内燃煤电站CO2捕集系统的输出特性，如公式4所示；Yp＝Fxxek+ΦΔU4其中， 步骤S7：设置模型预测控制器相关参数；步骤S8：设置预测控制器性能指标，增加对捕集率的输出软约束；步骤S9：采用二次规划quadprog求解器求解性能指标，计算未来Nm时刻内最优输入量差值ΔU；步骤S10：计算当前时刻的最优控制变量uk＝uk-1+Δuk；步骤S11：输出最优控制变量，采集燃煤电站CO2捕集系统的输出，其后在每个采样周期内，重复执行步骤S8到步骤S11。

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