模糊逻辑控制与优化系统技术方案

用于优化发电装置的控制系统（３００）包括化学环路，其具有用于接收输入信号（３６９）的输入端和用于输出输出信号（３６７）的输出端，和可操作地连接到化学环路的分层模糊控制系统（４００）。分层模糊控制系统（４００）包括多个模糊控制器（３３０）。分层模糊控制系统（４００）接收输出信号（３６７），基于所接收的输出信号（３６７）优化输入信号（３６９），并且输出优化的输入信号（３６９）至化学环路的输入端从而以优化方式控制化学环路的过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容大体涉及控制与优化系统，并且更具体地涉及用于循环流化床系统或 化学循环(chemical looping)系统中固体输送的分层模糊逻辑控制与优化系统。
技术介绍
流化床燃烧(FBC)是在发电装置中使用的燃烧技术，主要用于燃烧固体燃料。FBC 发电装置比常规装置更灵活，因为它们可燃烧煤、煤矸石或生物量以及其它燃料。一般而 言，FBC发电装置从寻找在不存在外部排放控制器(诸如洗涤器)的情况下能够控制污染 物排放的燃烧过程的努力进化而来。尽管FBC发电装置具有比常规燃烧装置更低的污染物 排放，但是正在进行的努力持续地争取将污染物排放降低至更低水平。化学循环(CL)是也可用于发电装置的另一燃烧技术，该发电装置燃烧燃料，诸如 煤、煤矸石、生物量或其它机会燃料。CL过程可实施于现有的或新的发电装置中，并且在减 小装置大小、减少排放和增加装置操作效率以及其它益处方面提供有前景的改进。典型的CL系统利用高温过程，由此诸如钙基或金属基化合物的固体例如在称作 氧化器的第一反应器与称作还原器的第二反应器之间“循环”。在氧化器中，来自喷入氧化 器内的空气的氧在氧化反应中由固体捕集。然后所捕集的氧由氧化固体携带到还原器以例 如用于诸如煤的燃料的燃烧和/或气化。在还原器中的还原反应之后，不再具有捕集的氧 的固体返回到氧化器以再次氧化，并且重复该循环。CL过程例如比诸如常规循环流化床(CFB)装置的其它装置的过程更复杂。特别 地，在CL过程中对循环固体的控制需要多环路相互作用的流量和存量控制，这在传统装置 中不需要。因此，应用于CL过程的传统装置控制必然导致用于每个CL环路的单独的控制 环路。然而，使用用于每个CL环路的单独控制环路效率较低，并且不优化CL过程的性能， 这是因为精确控制需要在个别环路之间参数的协调控制。必须考虑用于CL过程的每个环 路的变量之间的相互作用以优化总体CL过程性能。例如在环路之间的固体流量由于与固 体流量相关的大量的非线性的相关变量而特别难以调节。更具体地，在多环路基于CL的装 置的环路之间的振荡耦合例如破坏流动并且使其固体存量调节较为困难。而且，交叉流与 相对环路的主要流，例如再循环流，相互作用，从而使具有每个相应环路的固体输送的总调 节较为复杂。因此目前已开发的控制与优化工具集中于控制和优化常规燃烧发电装置。因此， 这些工具集中于解决很具体的局部问题而不是复杂装置操作的全局控制和优化。开发使用基于模糊集合论(模糊逻辑)的常规过程控制的控制系统来帮助克服上 述的某些问题。模糊集合论根据基于规则的决策，其仿效“经验法则”推理过程，类似于人思 考和决策的过程。然而，常规的模糊集合论控制系统限于可记忆的规则数量，这是因为过多 的规则数量使模糊逻辑决策过程的负担过多，从而有效地消除了使用模糊逻辑的优点。因 此，随着发电装置设计进化并且其过程变得更为复杂，诸如对于上述的基于CL的发电装置 并且具体地对于多环路基于CL的发电装置，所涉及的变量数量显著增加。因此，所需规则的数量变得不可接受，并且因此常规模糊集合论控制系统不能最佳地或者高效地控制基于 CL的发电装置的某个过程，诸如固体输送。因此，需要发展克服上述不足的用于例如CFB系统或CL系统中固体输送的控制与 优化系统。
技术实现思路
根据本文所示的方面，提供一种用于优化发电装置的控制系统。该控制系统包括 化学环路，其具有用于接收输入信号的输入端和用于输出输出信号的输出端，以及可操作 地连接到化学环路的分层模糊控制系统。分层模糊控制系统包括多个模糊控制器。分层模 糊控制系统接收输出信号，基于所接收的输出信号优化输入信号，并且输出优化的输入信 号至化学环路的输入端从而以优化方式控制化学环路的过程。根据本文所示的其它方面，用于优化发电装置的控制系统包括第一化学环路，其 具有用于接收第一输入信号的第一输入端和用于输出第一输出信号的第一输出端，并且可 操作地连接到第一化学环路并且具有多个模糊控制器的分层模糊控制系统。第一化学环路 包括第一反应器，其至少具有第一入口和第一出口 ；第一分离器，其可操作地连接到第一 反应器的第一出口 ；以及第一密封罐(seal pot)控制阀，其布置于第一分离器与第一反应 器的第一入口之间。分层模糊控制系统接收输出信号，基于所接收的输出信号优化输入信 号，并且输出优化的输入信号至化学环路的输入端从而以优化方式控制化学环路的过程。根据本文所示的其它方面，用于优化发电装置的控制系统包括第一化学环路，其 具有用于接收第一输入信号的第一输入端和用于输出第一输出信号的第一输出端。第一化 学环路包括第一反应器，其至少具有第一入口和第二出口 ；第一分离器，其可操作地连接 到第一反应器的第一出口 ；以及第一密封罐控制阀，其布置于第一分离器与第一反应器的 第一入口之间。控制系统还包括第二化学环路，其具有用于接收第二输入信号的第二输入端和用 于输出第二输出信号的第二输出端。第二化学环路包括第二反应器，其至少具有第二入 口和第二出口 ；第二分离器，其可操作地连接到第二反应器的第二出口 ；以及第二密封罐 控制阀，其布置于第二分离器与第二反应器入口之间。控制系统还包括第一交叉支腿，其 与第一化学环路的第一密封罐控制阀和第二化学环路的第二反应器入口流体连通；第二交 叉支腿，其与第二化学环路的第二密封罐控制阀和第一化学环路的第一反应器入口流体连 通；以及分层模糊控制系统。分层模糊控制系统包括全局模糊控制器，可操作地连接到全局模糊控制器的第一 模糊控制器，可操作地连接到全局模糊控制器的第二模糊控制器，可操作地连接到全局模 糊控制器的第三模糊控制器，以及可操作地连接到全局模糊控制器的第四模糊控制器。全 局模糊控制器控制第一模糊控制器、第二模糊控制器、第三模糊控制器和第四模糊控制器 的操作。第一模糊控制器、第二模糊控制器、第三模糊控制器与第四模糊控制器中的至少一 个接收第一输出信号和第二输出信号中的一个，基于所接收的第一输出信号和第二输出信 号中的一个优化第一输入信号和第二输入信号中的一个；并且输出优化的第一输入信号和 第二输入信号中的一个至第一化学环路和第二化学环路中的一个。分层模糊控制系统优化以下中的至少一个第一化学环路中的再循环固体流量；从第一化学环路通过第一交叉支腿到第二化学环路的交叉固体流量；第二化学环路中的再 循环固体流量；以及从第二化学环路通过第二交叉支腿到第一化学环路的交叉固体流量。通过下面的附图和详细描述来举例说明上述特征和其它特征。附图说明现参看为示范性实施例的附图，其中相似的元件利用相似的附图标记表示图1是基于CL燃烧的蒸汽发电装置的方块图；图2是CL系统的两个互连环路的方块图；图3是单个模糊逻辑控制器的方块图；以及图4是分层模糊逻辑控制系统的方块图；以及图5是示出用于CL系统的分层模糊逻辑控制系统的方块图。具体实施例方式本文公开了分层模糊逻辑控制与优化系统。更具体地，在示范性实施例中的分层 模糊逻辑控制与优化系统用于基于CL的发电装置的双环路化学循环(CL)系统以最佳地控 制其中的固体输送。然而，可选的示范性实施例不限于此。例如，分层模糊逻辑控制与优化 系统可用于循环流化床(CFB)系统，或者可选地可用于单环路或多(例如两个或更多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于优化发电装置的控制系统，所述控制系统包括：化学环路，其具有用于接收输入信号的输入端和用于输出输出信号的输出端；分层模糊控制系统，其可操作地连接到所述化学环路并且包括多个模糊控制器，其中，所述分层模糊控制系统接收所述输出信号，基于接收的输出信号优化所述输入信号，并且输出优化的输入信号至所述化学环路的输入端从而以优化方式控制所述化学环路的过程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄新生，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]