Progresivní technologie a systémy pro energetiku
V302
Pokročilé algoritmy řízení pro zvýšení efektivity provozu elektrárenského bloku a minimalizaci ekologických dopadů.

Hlavní řešitel: TU Liberec

Dynamické i statické chování řady funkčních podsystémů elektrárny je zatíženo přítomností dopravních zpoždění, nelinearit a interakcemi mezi jednotlivými regulačními smyčkami. Typické jsou také pomalé změny některých parametrů v čase a odlišné dynamické chování některých podsystémů v různých provozních režimech, které se výrazně projeví především při najíždění elektrárenského bloku či jiných podstatných změnách výkonu bloku. Kvalita regulace dosažitelná pomocí klasických regulačních postupů jako jsou PID regulátory je proto v principu omezená a je zde značný potenciál pro zkvalitnění regulace a tím i dosažení lepších ekonomických i ekologických vlastností elektrárenského bloku. Cílem proto je rozpracovat a implementovat regulační algoritmy, které povedou ke zlepšení kvality regulace a v důsledku toho i ke zlepšení efektivity i ekologie provozu. Tyto algoritmy budou využívat pokročilých metod automatického řízení a umělé inteligence. Zejména budou rozpracovány postupy používající prediktivní řízení založené na modelu (model predictive control) popř. i fuzzy řízení. Tam, kde je to účelné (výrazné odlišná dynamika v různých režimech, interakce logických a spojitých veličin) bude použit i aparát teorie hybridních (logicko-spojitých) systémů. Pozornost bude věnována zejména nejnáročnějším regulačním obvodům.

Řešení bude probíhat ve třech následujících etapách, dále budou řešeny úkoly, které vyplývají z ostatních řešených témat v rámci projektu.

1) Zvýšení kvality řízení teploty páry. Má-li totiž být zabezpečen bezpečný provoz, zlepšena účinnost a prodloužena životnost zařízení nesmí teplota páry příliš kolísat, ale musí být udržována v poměrně úzkých mezích. Dynamika teploty páry na výstupu z přehříváků je vysokého řádu a navíc komplikována přítomností zpoždění, nelinearit a interakcemi mezi dílčími regulačními smyčkami. Cílem proto je rozpracovat a implementovat regulační algoritmy, které povedou ke zlepšení kvality regulace a omezení kolísání teploty páry.

2) Koordinace řízení kotle a turbíny. Kotel ve spojení s turbínou představuje složitý mnoharozměrový systém s nelinearitami, jehož některé parametry jsou navíc pomalu proměnné v čase a závislé na provozním režimu. Koordinované řízení tohoto systému jako celku tak sice může výrazně zvýšit ekonomii provozu a vést ke zlepšení schopnosti zařízení vyrovnat se s různými poruchovými vlivy jako jsou změny odběru energie či změny vlastností spalovaného uhlí, s využitím klasických metod řízení však představuje téměř neřešitelný úkol, pokročilejší regulační algoritmy tu tak opět představují značný potenciální přínos.

3) Regulace najíždění bloku. Elektrárenské parní bloky, a to i bloky s nadkritickými parametry jsou často zařazovány do pološpičkového provozu. Ranní najíždění bloku po noční odstávce vyžaduje udržování parametrů bloku v úzkých tolerancích. Modelový rozbor upřesňující najíždění bloku klouzavými parametry spolu se sekvenčním programem vyhodnocování přechodu z fáze najíždění do fáze najetí, kdy blok může být zařazen do režimu regulace frekvence a předávaných výkonu, je jistě velmi potřebný. Modelové rozbory umožní rovněž zpřesnění univerzálního diagramu zatěžování turbiny.


Valid HTML 4.01 Transitional