Demonstration of first-principle model adjustment approach with the use of a simplified heater model

• Autorzy: Barszcz T. , Bednarz J. , Czop P.

Warianty tytułu

PL

Demonstracja podejścia do strojenia modelu opartego na prawach fizyki na podstawie uproszczonego modelu podgrzewacza

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses a process of formulation and identification of a first-principle data-driven heater model. The model is formulated using a system of continuous ordinary differential equations capturing usually nonlinear relations among variables of the model. The considering model applies three categories of parameters: geometrical, physical and phenomenological. Geometrical and physical parameters are deduced from construction or operational documentation. The phenomenological parameters are the adjustable ones. First-principle models are frequently adjusted by trial-and-error, which can lead to non-optimal results. In order to avoid deficiencies of the trial-and-error approach, a formalized mathematical method using optimization techniques to minimize the error criterion, and find optimal values of adjustable model parameters, was proposed and demonstrated in this work.

PL

Artykuł omawia proces modelowania podgrzewacza regeneracyjnego pracującego w systemie bloku energetycznego z wykorzystaniem strojonych równań fizycznych. Model jest formułowany z użyciem układu zwyczajnych równań różniczkowych obejmujących wzajemne nieliniowe relacje pomiędzy zmiennymi modelu. Rozważany model stosuje trzy kategorie parametrów: geometryczne, fizyczne, oraz fenomenologiczne. Parametry geometryczne oraz fizyczne są ustalane na podstawie dokumentacji konstrukcyjnej oraz operacyjnej. Parametrami strojonym są parametry fenomenologiczne. Modele wyprowadzane na podstawie praw fizycznych są często strojone metodą prób i błędów, co może prowadzić do nieoptymalnych wyników. Dla ominięcia wad metody została zastosowana metoda najmniejszych kwadratów do strojenia parametrów fenomenologicznych modelu podgrzewacza tj. współczynników wymiany ciepła.

Słowa kluczowe

EN

first-principle model; data driven model; grey-box methods

PL

model oparty na prawach fizyki; model danych; metody grey-box

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 1(61)
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Barszcz T.

autor

Bednarz J.

autor

Czop P.

• AGH University of Science and Technology Department of Robotics and Mechatronics, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] T. Barszcz, P. Czop, Estimation of feedwater heater parameters based on a grey-box approach, Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., 2011, Vol. 21, No. 4.
• [2] T. Barszcz, P. Czop, A Feedwater Heater Model Intended for Model-Based Diagnostics of Power Plant Installations, Applied Thermal Engineering, Vol. 31, No. 8-9, June 2011, Pages 1357-1367.
• [3] T. Barszcz, P. Czop. Methodologies and Applications of Virtual Power Plant: New Environment for Power Plant Elements Modeling, Institute of Sustainable Technologies, Radom 2007.
• [4] [D. Flynn (eds.), Thermal Power Plants - Simulation and Control, The Institution of Electrical Engineers, London 2000.
• [5] E. Zbroińska-Szczechura, J. Dobosiewicz. Uszkodzenia i diagnostyka wymienników ciepła w elektrociepłowniach, Energetyka, grudzień 2004.