Управление раздвижным режимом распределенных параметров: Применение солнечной электростанции

Управление раздвижным режимом распределенных параметров:

Применение солнечной электростанции

Авторы: Г. А. Андраде, Д. Д. Пагано, • Д. Д. Альварес, • М. Berenguel

1. Введение

Статья посвящена теории управления режимом скольжения, применяемой к солнечной электростанции, описываемой системой гиперболических уравнений в частных производных. Метод характеристик используется для расширения концепций режима скольжения для применения к уравнениям с частными производными. В статье обсуждается в деталях Основной цели контроллера для управления скоростью потока масла для поддержания температуры на выходе поля вокруг требуемого опорного значения, и, в то же время, для ослабления эффектов возмущений. Показано, что при моделировании метод эффективен для управления солнечной электростанцией при данных реальных возмущений.

2 Уровень техники: обзор

Управление режимом скольжения представляет собой классический нелинейный метод управления, характеризующийся действием управления переключением. Такой подход к управлению имеет в качестве основной идеи определение поверхности, на которой система имеет какое-то желательное поведение. Как только на поверхности траектории переходят в рабочую точку, то есть псевдоравновесную точку системы переключения (Филиппов) и, если эта точка псевдоравновесия устойчива, остается там. Условие устойчивости по Ляпунову гарантирует, что расстояние до поверхности уменьшается по всем траекториям системы и ограничивает траектории, указывающие на поверхность скольжения. Подробный обзор с основными элементами теории можно найти в Hung et al. (1993). В этом разделе классические концепции SMC для систем с сосредоточенными параметрами распространяются на системы, описанные для NFOPDE, помеченные как распределенное управление режимом скольжения (DSMC).

Солнечная электростанция ACUREX расположена на солнечной платформе Almería (PSA-Plataforma Solar de Almería, на испанском языке) на юге Испании и предназначена для производства электроэнергии через распределенные поля коллектора (распределенная система коллектора DCS). Завод ACUREX основан на технологии параболического желоба, где коллектор имеет систему слежения за солнцем на одной оси вращения. Поле состоит из 480 распределенных солнечных коллекторов, расположенных в 20 рядов, которые образуют десять параллельных петель (каждая из петель имеет длину 172 м) с общим отражающим полем 2672 м2. Передача лучистой энергии в тепловую энергию происходит путем отражения пучка солнечной радиации на приемной трубке, которая расположена в фокальной точке параболы. Используемая теплоноситель представляет собой термальное масло Therminol 55, которое можно нагревать до 300 ° C и закачивать через трубку приемника и накапливать тепло, передаваемое через стенки трубки приемника Camacho et al. (2012). Когда температура на выходе поля достигает заданного значения, масло хранится в верхней части резервуара для хранения тепла 115 м3 с помощью трехходового клапана. Обычно бак подключается к парогенератору, используемому для производства электроэнергии. Нефть, хранящаяся на дне бака, накачивается, чтобы нагреваться при прохождении через поле.

Задачей управления в распределенном коллекторном поле является поддержание температуры на выходе поля при желаемом значении. Контрольное значение задается в соответствии с режимом работы установки. Когда теплоноситель используется для подачи парогенератора опреснительной установки, требуемые опорное значение выше 160 ◦C. Для использования в теплообменнике, подающем турбину с паром, масло должно быть выше 285 ° C. Основными нарушениями являются изменение температуры на входе, температура окружающей среды и изменения солнечной радиации. Управляемая переменная представляет собой среднюю температуру на выходе из десяти коллекторных контуров, а управляющая переменная представляет собой объемный расход жидкости с помощью насоса.