基于ESO-MPC的核电厂协调系统优化控制研究

来源：核动力工程杂志2024年第6期北京时间：

作者：郭永飞, 张荣彬, 姚植元, 郎玉凯, 赵佳玉

单位：1.中广核研究院有限公司，广东深圳，518000；2.华北电力大学控制与计算机工程学院，北京，102206；

摘要：核岛与常规岛的调节特性具有较大差异，需要协调核岛与常规岛进行同步控制才能取得较好的控制效果，研究协调控制系统的优化控制策略具有重要意义。本文针对核电厂堆机协调控制系统容易出现扰动的现象，提出了一种基于扩张状态观测器（ESO）的模型预测控制（MPC）算法。所提出的方法通过使用ESO来精确估计外部干扰，然后将扰动估计值整合到MPC的滚动优化过程中，实现预测模型的自适应校正，从而得出所需的优化控制率。在仿真试验中，本文所提算法与比例积分微分控制和多变量模型预测控制器的效果进行了对比，结果显示，本文所提算法具有较好的表现效果。在机组负荷设定值扰动的场景中，本文所提算法的主蒸汽压力与机组负荷均方误差分别为0.06和0.02，明显优于其他两种算法。本文所提算法能够使得核电机组协调控制系统在存在外部干扰情况下实现精确的控制性能。

关键词：核电机组, 协调控制, 模型预测控制（MPC）, 扩张状态观测器（ESO）, 扰动误差