余熱發(fā)電系統(tǒng)的建模與控制.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)能源需求和消耗逐年增加，低品位能源回收倍受關(guān)注。國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于能源回收利用做出了大量研究，提出了基于有機(jī)朗肯循環(huán)的余熱回收系統(tǒng)。有機(jī)朗肯循環(huán)以它循環(huán)流程簡(jiǎn)單，系統(tǒng)搭建易實(shí)施等特點(diǎn)成為余熱回收系統(tǒng)最基礎(chǔ)、實(shí)用的換熱循環(huán)。余熱回收系統(tǒng)可以回收廣泛的低品位熱源，如太陽(yáng)能、生物能、化學(xué)反應(yīng)能以及廢熱能等。其中，工業(yè)過程所排放的煙氣是一種很廣泛的熱源。因此，煙氣能源的回收對(duì)于節(jié)能減排具有重要意義。
　　基于有機(jī)朗肯循環(huán)的余熱發(fā)電

2、系統(tǒng)分為兩種:負(fù)荷跟蹤余熱發(fā)電系統(tǒng)和煙氣深度利用發(fā)電系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)都具有多變量、強(qiáng)耦合、多不確定性的特點(diǎn)。首先，本文對(duì)余熱發(fā)電的原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵部件——渦旋式膨脹機(jī)機(jī)理建模，得到一個(gè)面向控制的模型，并進(jìn)行模型測(cè)試。
　　其次，余熱發(fā)電系統(tǒng)中，各種干擾實(shí)時(shí)存在，導(dǎo)致機(jī)理模型與實(shí)際模型存在差距。為了解決這一問題，本文對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模展開研究。運(yùn)用帶遺忘因子的最小二乘算法辨識(shí)系統(tǒng)參數(shù)，用數(shù)據(jù)代理機(jī)理知識(shí)得到余熱發(fā)電系統(tǒng)的模

3、型。并對(duì)比了辨識(shí)模型輸出曲線與原模型輸出曲線，仿真表明，帶遺忘因子的最小二乘算法可以有效辨識(shí)多變量系統(tǒng)參數(shù)，加上本身帶有遞推關(guān)系，也可以用于系統(tǒng)參數(shù)的在線辨識(shí)。
　　最后，針對(duì)系統(tǒng)中的干擾、不確定性、強(qiáng)耦合、多變量等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)廣義最小方差自校正控制策略。該算法結(jié)合了廣義最小方差控制及帶遺忘因子的最小二乘辨識(shí)，無(wú)需解耦，就可以保證系統(tǒng)具備良好的跟蹤性能和抗干擾能力。仿真結(jié)果表明，帶遺忘因子的最小二乘辨識(shí)可以隨著工況點(diǎn)及外部擾動(dòng)的變化