太阳能集热系统控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本公开涉及太阳能集热系统控制，具体地，涉及一种太阳能集热系统控制方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、太阳能集热系统本身是一个大惯性、非线性的多变量系统且受多重因素干扰，相关技术中，对于太阳能集热系统的控制，其被控量的目标值为一个单一值，难以实现满意的协调控制效果。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种太阳能集热系统控制方法、装置、电子设备和存储介质，基于目标预测模型，根据包含多个被控量区间的预设参考序列和区间控制目标函数，能够适当松弛太阳能集热系统中被控量的设定目标，以便更快、更灵活地控制太阳能集热系统中的导热介质的出口温度和储热介质的出口温度，为光热电站的经济、稳定运行提供有效手段。

2、为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种太阳能集热系统控制方法，包括：

3、响应于控制时长等于预设时长，确定所述太阳能集热系统在当前时刻的实际状态量和实际参数，所述实际参数包括实际控制量和实际被控量；

4、通过目标预测模型对所述实际参数和所述实际状态量进行处理，得到预设预测步数的预测序列；

5、根据所述预测序列、预设参考序列和区间控制目标函数，得到目标控制序列，所述目标控制序列包括预设控制步数的控制量变化值，所述预设参考序列包括多个被控量区间，每一预测步数对应一个被控量区间；

6、根据所述目标控制序列中的第一控制步数的控制量变化值控制所述太阳能集热系统。

7、可选地，所述目标预测模型通过以下步骤得到：

8、获取太阳能集热系统的动态特征数据，所述动态特征数据包括多对特征参数，每一对特征参数包括控制量参数和被控量参数；

9、根据所述动态特征数据，建立所述目标预测模型。

10、可选地，所述获取太阳能集热系统的动态特征数据，包括：

11、建立所述太阳能集热系统的机理模型；

12、根据所述机理模型，采集所述太阳能集热系统在不同控制量下所对应的被控量，得到所述动态特征数据，所述控制量包括导热介质的流量和储热介质的流量，所述被控量包括导热介质的出口温度和储热介质的出口温度。

13、可选地，所述根据所述动态特征数据，建立所述目标预测模型，包括：

14、根据所述动态特征数据，得到表征所述太阳能集热系统的动态特性的线性时不变状态空间模型；

15、根据预设采样周期，对所述线性时不变状态空间模型进行离散化，得到离散状态空间模型；

16、对所述离散状态空间模型进行扰动扩增和模型推导，得到目标预测模型。

17、可选地，所述线性时不变状态空间模型表示为：

18、

19、其中，xc表示系统的状态量，u＝[moil,msalt]t表示系统的控制量，y＝[toil,tsalt]t表示系统的被控量；toil表示导热介质的出口温度；tsalt表示储热介质的出口温度；moil表示导热介质的质量流量；msalt表示储热介质的质量流量；ac、bc、cc表示相应的系数矩阵，t为时刻。

20、可选地，所述离散状态空间模型表示为：

21、

22、其中，xd(k)表示k时刻系统的状态量，u(k)表示k时刻系统的控制量，y(k)表示k时刻系统的被控量。

23、可选地，所述目标预测模型表示为：

24、y(k)＝sx·x(k)+(su·ip)·u(k-1)+(su·im)·δu(k)

25、其中，

26、

27、

28、

29、其中，x(k)的值在每个控制周期中通过卡尔曼滤波器估计得到，d(k)为扩增扰动向量，以实现控制器的无静差调节，t为转置，i表示相应单位矩阵，o表示相应零矩阵，m为控制量维数，ip的维数为(p×m)×m，im的维数为(p×m)×(m×m)，p为预设预测步数，m为预设控制步数，且有m≤p。

30、根据本公开实施例的第二方面，提供一种太阳能集热系统控制装置，包括：

31、确定模块，被配置为响应于控制时长等于预设时长，确定所述太阳能集热系统在当前时刻的实际状态量和实际参数，所述实际参数包括实际控制量和实际被控量；

32、第一获得模块，被配置为通过目标预测模型对所述实际参数和所述实际状态量进行处理，得到预设预测步数的预测序列；

33、第二获得模块，被配置为根据所述预测序列、预设参考序列和区间控制目标函数，得到目标控制序列，所述目标控制序列包括预设控制步数的控制量变化值，所述预设参考序列包括多个被控量区间，每一预测步数对应一个被控量区间；

34、控制模块，被配置为根据所述目标控制序列中的第一控制步数的控制量变化值控制所述太阳能集热系统。

35、可选地，所述装置还包括：

36、获取模块，被配置为获取太阳能集热系统的动态特征数据，所述动态特征数据包括多对特征参数，每一对特征参数包括控制量参数和被控量参数；

37、建立模块，被配置为根据所述动态特征数据，建立所述目标预测模型。

38、可选地，所述获取模块，包括：

39、建立子模块，被配置为建立所述太阳能集热系统的机理模型；

40、第一获得子模块，被配置为根据所述机理模型，采集所述太阳能集热系统在不同控制量下所对应的被控量，得到所述动态特征数据，所述控制量包括导热介质的流量和储热介质的流量，所述被控量包括导热介质的出口温度和储热介质的出口温度。

41、可选地，所述建立模块，包括：

42、第二获得子模块，被配置为根据所述动态特征数据，得到表征所述太阳能集热系统的动态特性的线性时不变状态空间模型；

43、第三获得子模块，被配置为根据预设采样周期，对所述线性时不变状态空间模型进行离散化，得到离散状态空间模型；

44、第四获得子模块，被配置为对所述离散状态空间模型进行扰动扩增和模型推导，得到目标预测模型。

45、根据本公开实施例的第三方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述太阳能集热系统控制方法的步骤。

46、根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：

47、存储器，其上存储有计算机程序；

48、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述太阳能集热系统控制方法的步骤。

49、通过上述技术方案，响应于控制时长等于预设时长，确定太阳能集热系统在当前时刻的实际状态量和实际参数，实际参数包括实际控制量和实际被控量，再通过目标预测模型对实际参数和实际状态量进行处理，得到预设预测步数的预测序列，并根据预测序列、预设参考序列和区间控制目标函数，得到目标控制序列，目标控制序列包括预设控制步数的控制量变化值，预设参考序列包括多个被控量区间，每一预测步数对应一个被控量区间，最后根据目标控制序列中的第一控制步数的控制量变化值控制所述太阳能集热系统。通过基于目标预测模型，根据包含多个被控量区间的预设参考序列和区间控制目标函数，能够适当松弛太阳能集热系统中被控量的设定目标，以便更快、更灵活地控制太阳能集热系统中的导热介质的出口温度和储热介质的出口温度，为光热电站的经济、稳定运行提供有效手段。

50、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。