Application research of model predictive control based on feedforward compensation in solar thermal power generation heat collecting system

路小娟，董海鹰

LU Xiao-juan, DONG Hai-ying

（兰州交通大学 自动化与电气工程学院，兰州 730070）



太阳能热发电系统的前馈广义预测控制

Application research of model predictive control based on feedforward compensation in solar thermal power generation heat collecting system

路小娟，董海鹰

LU Xiao-juan, DONG Hai-ying

（兰州交通大学 自动化与电气工程学院，兰州 730070）

摘 要：针对太阳能热发电系统的强干扰性和不确定性的特点，结合前馈控制对大扰动信号的补偿作用和模型预测控制对随机系统具有良好鲁棒性的优点，提出了一种基于前馈补偿的模型预测控制方法。首先，忽略传热过程热损，建立太阳能热发电集热系统数学模型，作为控制器设计的预测模型；其次，考虑可测的太阳能辐射为随机强干扰信号，设计前馈补偿器；第三，在滚动优化过程中用梯度寻优算法获得最优控制量；最后设计反馈校正用于补偿模型预测误差和其他小扰动引起的误差。通过仿真实验对比，模型预测控制能有效减小小扰动信号，通过前馈模型预测控制对随机强扰动信号具有良好的抑制作用，提高了系统的控制精度。

关键词：太阳能热发电；前馈控制；预测控制；线性菲涅尔

0 引言

在我国西北地区太阳能丰富，利用线性菲涅尔式太阳能热发电技术具有紧凑型排列，风阻较小，抗风能力较强等优点，发展太阳能热发电技术具有一定的优势[1]。大力发展太阳能热发电是推动新能源消费的重要组成部分。

聚光集热子统统是线性菲涅尔热发电系统的核心，为保证太阳能太阳能热发电系统发电的平稳性，必须使得集热器的出口油温能控制在一定的变化范围内。……