【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及熔盐储能，具体为基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法及系统。
技术介绍
1、熔盐储能是一种新型的储能技术，它利用熔融盐作为储能介质，可以将电能转化为热能储存起来。熔盐储能已经在电力、热力、冶金、化工等领域获得广泛应用。
2、熔盐储能技术的优点包括：高效：熔盐储能的转换效率较高，可以达到95％以上，比传统的储能技术更高效。可靠：熔盐储能技术具有稳定的化学性质和物理性质，可以长期储存能量，不易受环境因素影响。环保：熔盐储能技术不使用有毒有害物质，没有污染物排放，对环境友好。安全：熔盐储能技术具有较高的安全性，不易燃、不易爆，可以在高温下储存能量，不会发生火灾和爆炸等事故。
3、熔盐储能技术在电力、热力、冶金、化工等领域具有广泛的应用前景，可以解决电力供需不平衡、调节电力系统稳定性、减少碳排放等问题。随着技术的不断发展和成本的不断降低，熔盐储能技术将有望成为未来重要的储能技术之一。
4、熔盐储能与火电机组结合的示范应用正在进行，熔盐储能不仅能够为火电机组实现调峰功能，在用电低谷期将能量储存下来，在用电高峰期将能量释放出去，获得调峰收益，并且能够辅助火电机组增强调频性能，缩短机组响应时间，提高调节速率及调节精度，减少机组频繁条件造成的设备老化。
5、现有的多输入多输出控制方法在应用于熔盐储能系统时仍存在一些不足之处。首先，传统的mimo控制算法在处理大规模复杂系统时，计算复杂度较高，难以实现实时控制。其次，现有方法对系统参数变化的鲁棒性较差，容易受到外界扰动和参数不确
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的多输入多输出控制方法存在控制精度低，响应速度慢，安全性差，以及响应能力低的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，包括采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型；通过滚动优化跟踪期望值；对偏差反馈校正。
4、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括采集输入参数数据、输出参数数据、动态特性向量数据、控制系统数据、环境数据、误差和校正数据和系统性能数据；
5、所述采集输入参数数据包括熔盐泵频率、电加热器入口熔盐温度和电加热器功率；
6、所述输出参数数据包括电加热器出口管路熔盐温度；
7、所述动态特性向量数据包括阶跃响应数据；
8、所述控制系统数据包括系统的运行状态数据；
9、所述环境数据包括环境温度和压力；
10、所述误差和校正数据包括实际输出与预测输出的误差数据；
11、所述系统性能数据包括系统的稳定性、响应速度、控制精度。
12、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括模型的输入参数包括熔盐泵频率，电加热器入口熔盐温度，电加热器功率，三个输入参数分别记为u1，u2，u3；
13、模型的输出参数为电加热器出口管路熔盐温度，记为y；
14、通过实测建立出口温度对应三个输入量熔盐泵频率，入口温度，电加热器功率的阶跃响应，从阶跃响应中得到模型的动态特性向量：
15、
16、其中，i表示输入参数的个数1，2，3；n表示阶跃响应的采样数量，ai(1),ai(2)...ai(n)表示阶跃响应的采样值，ai(n)表示靠近阶跃响应稳态值。
17、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括若在k时刻输入参数产生增量δu(k)时，对输出的贡献表示为：
18、
19、其中，δu(k)表示在k时刻输入参数产生增量，ai(j)表示第i个输入参数在第j个采样点的阶跃响应采样值；
20、根据线性系统的叠加原理，当连续存在m个输入参数δu(k)时，预测输出表示为：
21、
22、其中，对于系统在连续m个输入下连续p个时刻的预测输出，分别表示有控制增量输入和无控制输入增量输入的y的预测值；表示y对应于三个输入参数u1，u2，u3的动态矩阵，其中，表示三个输入参数的控制增量，表示为：
23、
24、其中，表示动态矩阵的子矩阵，表示三个输入参数的控制增量，表示有控制增量输入时的预测输出。
25、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述通过滚动优化跟踪期望值包括在控制过程中，输入参数不发生变化且输出参数跟踪期望值，取优化目标值表示为：
26、
27、其中，表示期望的输出值，表示各个时刻输出参数跟踪误差的矩阵，表示输入参数的控制增量矩阵，j(k)表示优化目标值；
28、使j(k)最小，令输出最优的控制增量表示为：
29、
30、其中，表示各个时刻输出参数跟踪误差的矩阵，表示输入参数的控制增量矩阵；
31、前一时刻的控制量加上每一步输出的控制增量，表示实际输入控制系统的控制量。
32、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述对偏差反馈校正包括由于环境和对象模型的不确定性以及与实际系统的偏差存在，在k时刻实时控制作用后，k+1时刻的实际输出与预测输出存在偏差表示为：
33、
34、其中，y(k+1)表示在时刻k+1系统的实际输出值，表示在时刻k+1系统的预测输出值，表示k+1时刻的实际输出与预测输出存在偏差；
35、因此利用误差加权后修正对未来其他时刻的预测：
36、
37、其中，表示考虑误差修正后的预测输出值，表示在时刻k预测的未来时刻k+1的输出值，表示误差修正矩阵；
38、经过修正后的作为下一时刻的预测初值，修正的引入也使系统成为负反馈系统。
39、作为本专利技术所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的一种优选方案，其中：所述对偏差反馈校正包括建立熔盐储能的动态矩阵控制系统后，在系统运行过程中，系统实时检测电加热器管壁温度；
40、若电加热器管壁温度超过最高设定允许值，则控制系统自动降低出口温度设定值10℃，若1min后管壁温度继续超温则继续降低出口温度设定值；
41、若不超温则维持现有设定值，循环往复，确保熔盐储能系统不超温引发安全事故。
42、本专利技术的另外一个目的是提供基于多输入单输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括采集输入参数数据、输出参数数据、动态特性向量数据、控制系统数据、环境数据、误差和校正数据和系统性能数据；
3.如权利要求2所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括模型的输入参数包括熔盐泵频率，电加热器入口熔盐温度，电加热器功率，三个输入参数分别记为u1，u2，u3；
4.如权利要求3所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括若在k时刻输入参数产生增量Δu(k)时，对输出的贡献表示为：
5.如权利要求4所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述通过滚动优化跟踪期望值包括在控制过程中，输入参数不发生变化且输出参数跟踪期望值，取优化目标值表示为：
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7.如权利要求6所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述对偏差反馈校正包括建立熔盐储能的动态矩阵控制系统后，在系统运行过程中，系统实时检测电加热器管壁温度；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的系统，其特征在于：包括预测模型构建模块，滚动优化模块，反馈校正模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括采集输入参数数据、输出参数数据、动态特性向量数据、控制系统数据、环境数据、误差和校正数据和系统性能数据；
3.如权利要求2所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括模型的输入参数包括熔盐泵频率，电加热器入口熔盐温度，电加热器功率，三个输入参数分别记为u1，u2，u3；
4.如权利要求3所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述采用多输入多输出的动态矩阵控制算法构建预测模型包括若在k时刻输入参数产生增量δu(k)时，对输出的贡献表示为：
5.如权利要求4所述的基于多输入单输出动态矩阵熔盐储能系统控制方法，其特征在于：所述通过滚动优化跟踪期望值包括在控制过程中，输入参数不发生变化且输出参数跟踪期望值，取优化目标值表示为：
【专利技术属性】
技术研发人员：李来龙，王洋，白永岗，孟鹏飞，周科，刘浩，鲁晓宇，李明皓，成汭珅，魏琳，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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