电厂脱硫系统闭环子空间辨识方法研究
2021-03-02杨大州张寻姜昊刘畅李益国
能源研究与利用 2021年1期
杨大州,张寻,姜昊,刘畅,李益国
(1.大唐环境产业集团股份有限公司特许经营分公司,南京 211106;2.东南大学能源与环境学院,南京 210096)
近年来,大气污染问题日益严峻,电站煤燃烧排放的大量SO2则是大气污染的主要污染之一[1]。烟气脱硫技术是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法,其中,石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是应用最广泛和最成熟的脱硫工艺技术。但是,脱硫系统是一个典型的大惯性和非线性的多变量控制系统,传统的PID控制难以满足脱硫系统的控制要求。
为了研究电厂脱硫系统控制策略,建立高精度数学模型是首要工作。目前最常见的系统建模方法主要有机理建模方法与数据辨识建模方法。机理建模需要熟知控制系统的内在机理,且计算复杂,而电厂脱硫系统的被控对象往往具有非线性以及大惯性的特点,且脱硫工艺流程繁多,系统特性复杂,不适合应用机理建模方法;其次,当脱硫系统自动控制投入时获得的运行数据,其输入变量和输出变量之间存在相关性,采用最小二乘法等一般的开环辨识方法难以实现对模型参数的无偏估计;再者,从自适应控制的角度看,为了应对脱硫系统的慢时变特性,也需要研究系统的闭环辨识方法。
子空间辨识方法可以直接获得被控对象的状态空间模型,便于进行多变量预测控制器的设计。本文采用两种多变量闭环子空间辨识方法,建立脱硫系统的两输入两输出的状态空间模型,并与开环子空间辨识方法进行仿真比较与动态特性分析。……
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