Formulations of parametric models for energy and power system elements in the aspect of control quality improvements

• Autorzy: Wójcicka-Migasiuk D. , Paśnikowska-Łukaszuk M.

Warianty tytułu

PL

Przygotowanie modelu parametrycznego elementów układów energetycznych w aspekcie poprawy jakości sterowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the elements of analyses of thermal system operation performed on the fundament of real values received from continuous measurement and models formulated on this data basis. The system is a part of a thermal power plant supplied from boilers and turbines cooperating with volume heat exchangers. The measurements have been recorded in heating seasons and collect several simultaneous parameters of operation. Then, the models have been formulated on the real data and in turn new values generated. The presented research elements are based on linear parametric models with the preliminary non minimal phase parametric models. The paper presents and describes simplifications introduced to system diagrams to formulate the parametric models and their operation. The characteristic for this analysis is the transfer from the presentation of physical processes towards relation between in and out parameters. MATLAB and MathCad tools are used for the calculation. The conclusions that could follow the composition of the models are important especially in the aspect of effectiveness taking into account that the real data comes from a fully controlled system which as such meets all requirements. This additional diagnostics of energy system elements lets us precise the control, minimise the loss of energy and allows for better control for the use of fuels. Moreover the formulation of prognosis of improved accuracy in comparison to the reference, which is to be worked out, would be advantageous from the point of energy business. The possibility to increase the amount of energy production from conventional fuels and biofuels, generally known of medium efficiency, can have the impact either on technology or on public appreciation for unconventional fuel.

PL

W artykule przedstawiono elementy analizy pracy układu przepływu ciepła wykonane na podstawie wartości rzeczywistych otrzymanych pomiarów oraz modeli sformułowanych na podstawie tych danych. System, który został wykorzystany do opisania procedury jest częścią elektrociepłowni zasilanej z kotłów i turbin współpracujących z wymiennikami ciepła. Pomiary rejestrowano w okresach grzewczych i zbierano kilka równoczesnych parametrów pracy. Następnie na podstawie rzeczywistych danych sformułowano modele i kolejno wygenerowano nowe wartości. Przedstawione elementy badań bazują na liniowych modelach parametrycznych tzw. nie minimalno fazowych. W artykule przedstawiono także uproszczenia wprowadzone do schematów systemowych umożliwiające sformułowanie przedstawionych modeli parametrycznych. Charakterystyczną cechą tej analizy jest rezygnacja z badania przebiegu procesów fizycznych na rzecz zależności pomiędzy parametrami wejścia i wyjścia. Do obliczeń wykorzystywano narzędzia MATLAB i MathCad. Wnioski, które mogą wynikać z uzyskanych modeli są ważne, zwłaszcza w aspekcie zwiększenia skuteczności pracy całego układu, biorąc pod uwagę, że dane rzeczywiste pochodzą z systemu w pełni kontrolowanego, który jako taki spełnia wszystkie wymagania. Ta dodatkowa diagnostyka elementów systemu energetycznego może przyczynić się do zwiększenia skuteczności sterowania, a co z tym się wiąże do redukcji strat energii poprzez poprawę kontroli zużycia paliwa. Możliwość zwiększenia produkcji energii z paliw konwencjonalnych oraz biopaliw, ogólnie uważanych jako paliwa o niższej wydajności, może mieć wpływ na zwiększenie popytu na biopaliwa, także na skutek poprawy opinii społecznej odnośnie paliw niekonwencjonalnych.

Słowa kluczowe

EN

parametric identification models; thermal systems

PL

modele parametryczne; system termiczny

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3
• Strony: 82--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fig.

Twórcy

autor

Wójcicka-Migasiuk D.

• Politechnika Lubelska

autor

Paśnikowska-Łukaszuk M.

• Politechnika Lubelska

Bibliografia

• [1] Guinon J.L., Ortega E., García-Antón J., Pérez-Herranz V. 2010. Digital Filtering by means of the Fourier Transform Using Mathcad. International Conference on Engineering Education ICEE-2010. Gliwice. http://www.ineer.org/Events/ICEE2010/papers/W13E/Paper 959_ 1138.pdf
• [2] Hoedl E. 2011. Europe 2020 Strategy and European Recovery. Problems of Sustainable Development Vol. 6, no 2, pp. 11-18.
• [3] Pieńkowski D. 2012. The Jevons Effect and the Consumption of Energy in the European Union. Problems of Sustainable Development, Vol.7, no 1, pp.105-116.
• [4] Škrjanc I. et. al. 2004. An approach to predictive control of multivariable time-delayed plant: Stability and design issues. ISA Transactions, Vol. 43, Issue 4, Oct. 2004, pp. 585–595.
• [5] Smith A., Luck R., Mago P.J. 2012. Integrated parameter estimation of multi-component thermal systems with demonstration on a combined heat and power system, ISA Transactions, Vol. 51, Issue 4, Jul. 2012, 507–513.
• [6] Tchórzewski J. 2010. The Security of Polish Electrical Power System Development, Different Faces of Security from Knowledge to Management. Institute for Security and Development Policy, Stockholm-Nacka. Sweden 2010, 237-263.
• [7] Worden K., Staszewski W.J., Hensman J.J. 2011. Natural computing for mechanical systems research: A tutorial overview, Mechanical Systems and Signal Processing. Vol. 25, Issue 1, January 2011, 4–111.
• [8] Janiszowski K. , Identyfikacja modeli parametrycznych w przykładach, in Polish, Warszawa 2002
• [9] Tarnowski W., Symulacja i optymalizacja w MATLAB’ie, in Polish, Sopot 2001.
• [10] Dziedziech K., Czop P., Staszewski W., Uhl T., Combined non-parametric and parametric approach for identification of time-variant systems, Mechanical Systems and Signal Processing
• [11] Volume 103, 15 March 2018, Pages 295-311

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).