一种光热电站的镜场启停系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种光热电站的镜场启停系统及控制方法，涉及光热电站领域，主要用于减少光热电站启停过程中由于镜场造成的能量损失；该系统主要包括镜场、再循环阀门、高温储热罐进口阀门、高温储热罐、高温传热工质泵、高温储热罐旁路阀门、过热器旁路阀门等设备；在启停过程中，通过采用分层控制技术，合理调节高温储热罐旁路阀门、过热器旁路阀门和低温传热工质泵的传热工质流量，实现中低温传热工质的利用，并对不同启停阶段的镜场出口传热工质温度进行优化；本发明可以降低电加热器的功率，有效减少镜场的散热损失，并提高进入高温储热罐的传热工质温度，从而减少光热电站启停过程的能量损失，提高光热电站的年发电量。

权利要求

1.一种光热电站的镜场启停系统的启动和停机控制方法，所述光热电站的镜场启停系统包括镜场(1)、再循环阀门(2)、高温储热罐进口阀门(3)、高温储热罐(4)、高温传热工质泵(5)、高温储热罐旁路阀门(6)、过热器旁路阀门(7)、过热器(8)、蒸汽发生器(9)、预热器(10)、低温储热罐(11)、低温储热罐出口阀门(12)、低温传热工质泵(13)、外置循环泵(14)、电加热器(15)；

所述的镜场(1)的出口分为四个支路，第一个支路通过再循环阀门(2)与低温传热工质泵(13)的进口相连接，第二个支路通过高温储热罐进口阀门(3)与高温储热罐(4)相连接，第三个支路通过高温储热罐旁路阀门(6)与过热器(8)的传热工质进口相连接，第四个支路通过过热器旁路阀门(7)与蒸汽发生器(9)的传热工质进口相连接；高温储热罐(4)的传热工质出口与高温传热工质泵(5)的进口相连接，高温传热工质泵(5)的传热工质出口与过热器(8)的传热工质进口相连接；过热器(8)的传热工质出口与蒸汽发生器(9)的传热工质进口相连接，过热器(8)的蒸汽进口与蒸汽发生器(9)的蒸汽出口相连接；蒸汽发生器(9)的传热工质出口与预热器(10)的传热工质进口相连接，蒸汽发生器(9)的饱和水出口通过外置循环泵(14)与电加热器(15)相连接，蒸汽发生器(9)的给水进口与预热器(10)的给水出口相连接；预热器(10)的传热工质出口与低温储热罐(11)的传热工质进口相连接；低温储热罐(11)的传热工质出口与低温传热工质泵(13)的进口相连接，低温传热工质泵(13)的出口与镜场(1)的进口相连接；

其特征在于：所述的启动和停机控制方法为，控制方法采用分层控制技术，第一层控制用于设定值的优化，第二层控制用于调节控制量使被控量跟随设定值，在整个镜场启动阶段的控制方法为：

第一阶段为镜场(1)的预热过程，在光照条件达到启动标准后，打开再循环阀门(2)和低温传热工质泵(13)，使镜场(1)运行在再循环模式，以提高镜场(1)的出口传热工质温度至第一目标温度，传热工质温度设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在镜场(1)的热应力不超过许用热应力的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制再循环流量，使镜场(1)的出口传热工质温度达到设定值；

第二阶段为镜场(1)的出口传热工质温度达到第一目标温度后，再循环阀门(2)逐渐关闭，低温储热罐出口阀门(12)和过热器旁路阀门(7)逐渐打开，传热工质开始进入蒸汽发生器(9)和预热器(10)，传热工质流量的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在维持蒸汽发生器(9)压力的条件下，降低电加热器(15)的功率，第二层控制则通过调节过热器旁路阀门(7)，控制进入蒸汽发生器(9)的传热工质流量达到设定值；

第三阶段为镜场(1)的传热工质升温过程，在电加热器(15)停止运行后，打开高温储热罐旁路阀门(6)，逐渐关闭过热器旁路阀门(7)，并通过调节镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度升高至第二目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在镜场(1)的热应力不超过许用热应力、且镜场(1)的传热工质出口温度高于过热器(8)的出口蒸汽温度的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制进入镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度达到设定值；

第四阶段为镜场(1)的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制进入镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度保持不变，并打开高温储热罐进口阀门(3)，高温传热工质开始进入高温储热罐(4)；

第五阶段为镜场(1)的传热工质升温过程，打开高温传热工质泵(5)，逐渐关闭高温储热罐旁路阀门(6)，并通过调节镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度升高至第三目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在过热器(8)的进口传热工质温度高于出口蒸汽温度、且出口蒸汽压力不断增加的条件下，降低过热器(8)的进口传热工质和出口蒸汽的温差，第二层控制通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制进入镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度达到设定值；

第六阶段为镜场(1)的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制进入镜场(1)的传热工质流量，使镜场(1)的出口传热工质温度保持不变；

在整个镜场停机阶段的控制方法为：

第一阶段，随着光照的减少，镜场(1)的出口传热工质的温度不断降低，打开高温储热罐旁路阀门(6)，经过高温储热罐旁路阀门(6)的传热工质流量的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质泵(5)的传热工质流量，第二层控制通过调节高温储热罐旁路阀门(6)，控制经过高温储热罐旁路阀门(6)的传热工质流量达到设定值；

第二阶段，镜场(1)的出口传热工质温度降至第二目标温度时，关闭高温储热罐旁路阀门(6)，并逐渐打开过热器旁路阀门(7)，经过过热器旁路阀门(7)的传热工质流量的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质泵(5)的传热工质流量，第二层控制通过调节过热器旁路阀门(7)，控制经过过热器旁路阀门(7)的传热工质流量达到设定值；

第三阶段，镜场(1)的出口传热工质温度降低至第一目标温度时，关闭过热器旁路阀门(7)，打开再循环阀门(2)，启动电伴热系统，第二层控制通过调节低温传热工质泵(13)的转速控制再循环流量，维持镜场(1)的传热工质温度高于凝固温度。

2.根据权利要求1所述的启动和停机控制方法，其特征在于，如果传热工质为熔融盐，则第一目标温度为280～300℃，第二目标温度为460～480℃，第三目标温度为550～560℃，如果传热工质为导热油，则第一目标温度为80～100℃，第二目标温度为260～280℃，第三目标温度为370～390℃。

3.根据权利要求1所述的启动和停机控制方法，其特征在于，第一层控制采用预测控制算法进行计算。

4.根据权利要求1所述的启动和停机控制方法，其特征在于，第二层控制采用前馈加反馈的控制算法控制低温传热工质泵(13)，而高温储热罐旁路阀门(6)和过热器旁路阀门(7)均采用PID反馈控制。

说明书

一种光热电站的镜场启停系统及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光热电站技术领域，特别是涉及一种光热电站镜场启停系统及控制方法。

背景技术

[0002] 由于太阳能具有清洁、资源丰富等优点，近年来太阳能的利用技术不断发展，光热电站是一种有效利用太阳能进行发电的技术。然而，由于太阳能具有间歇性的特点，光热电
站一般需要进行日常启动，而启动过程的能量损失会明显降低光热电站的年发电量，增加
发电成本，降低了光热电站的市场竞争力。

[0003] 目前光热电站的启动方式为镜场首先启动，镜场出口传热工质温度和流量达到目标值后，蒸汽发生系统开始启动，由于蒸汽发生系统启动过程中需要从较低温度升高至额
定值，因此蒸汽发生系统启动前期并不需要过高温度的传热工质，这样导致的结果是，一方
面需要利用低温传热工质调节进入蒸汽发生系统的传热工质温度，另一方面，镜场始终运
行在较高温度水平，明显增加了镜场的散热损失，研究表明镜场在启动过程中的能量损失
占总能量损失的15～20％；在停机过程中，镜场的出口传热工质温度不断降低，进入高温储
热罐后，会降低高温储热罐的传热工质温度，降低机组的运行效率。因此如何优化镜场的启
停方式，在保证蒸汽发生系统产生合格蒸汽的同时，降低镜场的散热损失并提高机组的效
率是亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种光热电站的镜场启停系统及控制方法，通过在不同启停阶段合理设置镜场运行方式，实现了对中低温传热工质的利用，同时降
低了电加热器的功率和镜场的散热损失，提高了高温储热罐的传热工质温度，有利于提高
光热电站的年发电量。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

[0006] 一种光热电站的镜场启停系统，系统包括镜场1、再循环阀门2、高温储热罐进口阀门3、高温储热罐4、高温传热工质泵5、高温储热罐旁路阀门6、过热器旁路阀门7、过热器8、
蒸汽发生器9、预热器10、低温储热罐11、低温储热罐出口阀门12、低温传热工质泵13、外置
循环泵14、电加热器15；

[0007] 所述的镜场1的出口分为四个支路，第一个支路通过再循环阀门2与低温传热工质泵13的进口相连接，第二个支路通过高温储热罐进口阀门3与高温储热罐4相连接，第三个
支路通过高温储热罐旁路阀门6与过热器8的传热工质进口相连接，第四个支路通过过热器
旁路阀门7与蒸汽发生器9的传热工质进口相连接；高温储热罐4的传热工质出口与高温传
热工质泵5的进口相连接，高温传热工质泵5的传热工质出口与过热器8的传热工质进口相
连接；过热器8的传热工质出口与蒸汽发生器9的传热工质进口相连接，过热器8的蒸汽进口
与蒸汽发生器9的蒸汽出口相连接；蒸汽发生器9的传热工质出口与预热器10的传热工质进
口相连接，蒸汽发生器9的饱和水出口通过外置循环泵14与电加热器15相连接，蒸汽发生器
9的给水进口与预热器10的给水出口相连接；预热器10的传热工质出口与低温储热罐11的
传热工质进口相连接；低温储热罐11的传热工质出口与低温传热工质泵13的进口相连接，
低温传热工质泵13的出口与镜场1的进口相连接。

[0008] 所述的一种光热电站的镜场启动控制方法，其特征在于，控制方法采用分层控制技术，第一层控制用于设定值的优化，第二层控制用于调节控制量使被控量跟随设定值，在
整个镜场启动阶段的控制方法为：

[0009] 第一阶段为镜场1的预热过程，在光照条件达到启动标准后，打开再循环阀门2和低温传热工质泵13，使镜场1运行在再循环模式，以提高镜场1的出口传热工质温度至第一
目标温度，传热工质温度设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在镜场1的热应力
不超过许用热应力的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热
工质泵13的转速控制再循环流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定值；

[0010] 第二阶段为镜场1的出口传热工质温度达到第一目标温度后，再循环阀门2逐渐关闭，低温储热罐出口阀门12和过热器旁路阀门7逐渐打开，传热工质开始进入蒸汽发生器9
和预热器10，传热工质流量的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在维持蒸汽发
生器9压力的条件下，降低电加热器15的功率，第二层控制则通过调节过热器旁路阀门7，控
制进入蒸汽发生器9的传热工质流量达到设定值；

[0011] 第三阶段为镜场1的传热工质升温过程，在电加热器15停止运行后，打开高温储热罐旁路阀门6，逐渐关闭过热器旁路阀门7，并通过调节镜场1的传热工质流量，使镜场1的出
口传热工质温度升高至第二目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，
优化目标为：在镜场1的热应力不超过许用热应力、且镜场1的传热工质出口温度高于过热
器8的出口蒸汽温度的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热
工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定
值；

[0012] 第四阶段为镜场1的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度保持不变，并打开高温储
热罐进口阀门3，高温传热工质开始进入高温储热罐4；

[0013] 第五阶段为镜场1的传热工质升温过程，打开高温传热工质泵5，逐渐关闭高温储热罐旁路阀门6，并通过调节镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度升高至第
三目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在过热器8的
进口传热工质温度高于出口蒸汽温度、且出口蒸汽压力不断增加的条件下，降低过热器8的
进口传热工质和出口蒸汽的温差，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入
镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定值；

[0014] 第六阶段为镜场1的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度保持不变；

[0015] 在整个镜场停机阶段的控制方法为：

[0016] 第一阶段，随着光照的减少，镜场1的出口传热工质的温度不断降低，打开高温储热罐旁路阀门6，经过高温储热罐旁路阀门6的传热工质流量的设定值通过第一层控制进行
优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质泵5的传热工质
流量，第二层控制通过调节高温储热罐旁路阀门6，控制经过高温储热罐旁路阀门6的传热
工质流量达到设定值；

[0017] 第二阶段，镜场1的出口传热工质温度降至第二目标温度时，关闭高温储热罐旁路阀门6，并逐渐打开过热器旁路阀门7，经过过热器旁路阀门7的传热工质流量的设定值通过
第一层控制进行优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质
泵5的传热工质流量，第二层控制通过调节过热器旁路阀门7，控制经过过热器旁路阀门7的
传热工质流量达到设定值；

[0018] 第三阶段，镜场1的出口传热工质温度降低至第一目标温度时，关闭过热器旁路阀门7，打开再循环阀门2，启动电伴热系统，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控
制再循环流量，维持镜场1的传热工质温度高于凝固温度。

[0019] 优选的，如果传热工质为熔融盐，则第一目标温度为280～300℃，第二目标温度为460～480℃，第三目标温度为550～560℃，如果传热工质为导热油，则第一目标温度为80～
100℃，第二目标温度为260～280℃，第三目标温度为370～390℃。

[0020] 优选的，第一层控制采用预测控制算法进行计算。

[0021] 优选的，第二层控制采用前馈加反馈的控制算法控制低温传热工质泵13，而高温储热罐旁路阀门6和过热器旁路阀门7均采用PID反馈控制。

[0022] 和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

[0023] (1)本发明通过利用镜场启动过程中的低温传热工质，降低电加热器的功率，减少光热电站启动过程中的能量消耗；

[0024] (2)本发明通过在镜场的不同启停阶段合理设置镜场温度，可以有效降低镜场的散热损失，降低光热电站启停过程中的能量损失；

[0025] (3)本发明可以提高进入高温储热罐的传热工质温度，可以增加光热电站运行过程中的蒸汽温度，提高光热电站的运行效率。

附图说明

[0026] 图1为光热电站的镜场启停控制系统构型示意图。

[0027] 图中：1镜场、2再循环阀门、3高温储热罐进口阀门、4高温储热罐、5高温传热工质泵、6高温储热罐旁路阀门、7过热器旁路阀门、8过热器、9蒸汽发生器、10预热器、11低温储
热罐、12低温储热罐出口阀门、13低温传热工质泵、14外置循环泵、15电加热器。

[0028] 图2为启动过程中镜场出口传热工质的理论温度变化。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0030] 一种光热电站的镜场启停系统，系统包括镜场1、再循环阀门2、高温储热罐进口阀门3、高温储热罐4、高温传热工质泵5、高温储热罐旁路阀门6、过热器旁路阀门7、过热器8、
蒸汽发生器9、预热器10、低温储热罐11、低温储热罐出口阀门12、低温传热工质泵13、外置
循环泵14、电加热器15；

[0031] 所述的镜场1的出口分为四个支路，第一个支路通过再循环阀门2与低温传热工质泵13的进口相连接，第二个支路通过高温储热罐进口阀门3与高温储热罐4相连接，第三个
支路通过高温储热罐旁路阀门6与过热器8的传热工质进口相连接，第四个支路通过过热器
旁路阀门7与蒸汽发生器9的传热工质进口相连接；高温储热罐4的传热工质出口与高温传
热工质泵5的进口相连接，高温传热工质泵5的传热工质出口与过热器8的传热工质进口相
连接；过热器8的传热工质出口与蒸汽发生器9的传热工质进口相连接，过热器8的蒸汽进口
与蒸汽发生器9的蒸汽出口相连接；蒸汽发生器9的传热工质出口与预热器10的传热工质进
口相连接，蒸汽发生器9的饱和水出口通过外置循环泵14与电加热器15相连接，蒸汽发生器
9的给水进口与预热器10的给水出口相连接；预热器10的传热工质出口与低温储热罐11的
传热工质进口相连接；低温储热罐11的传热工质出口与低温传热工质泵13的进口相连接，
低温传热工质泵13的出口与镜场1的进口相连接。

[0032] 所述的一种光热电站的镜场启动控制方法，控制方法采用分层控制技术，第一层控制用于控制设定值的优化，采用非线性预测控制算法进行优化，第二层控制的作用为通
过调节控制量使被控量跟随设定值，采用前馈加反馈的控制算法进行控制，在整个镜场启
动阶段的控制方法为：

[0033] 第一阶段为镜场1的预热过程，在光照条件达到启动标准后，打开再循环阀门2和低温传热工质泵13，使镜场1运行在再循环模式，以提高镜场1的出口传热工质温度至第一
目标温度，传热工质温度设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在镜场1的热应力
不超过许用热应力的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热
工质泵13的转速控制再循环流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定值；

[0034] 第二阶段为镜场1的出口传热工质温度达到第一目标温度后，再循环阀门2逐渐关闭，低温储热罐出口阀门12和过热器旁路阀门7逐渐打开，传热工质开始进入蒸汽发生器9
和预热器10，传热工质流量的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在维持蒸汽发
生器9压力的条件下，降低电加热器15的功率，第二层控制则通过调节过热器旁路阀门7，控
制进入蒸汽发生器9的传热工质流量达到设定值；

[0035] 第三阶段为镜场1的传热工质升温过程，在电加热器15停止运行后，打开高温储热罐旁路阀门6，逐渐关闭过热器旁路阀门7，并通过调节镜场1的传热工质流量，使镜场1的出
口传热工质温度升高至第二目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，
优化目标为：在镜场1的热应力不超过许用热应力、且镜场1的传热工质出口温度高于过热
器8的出口蒸汽温度的条件下，提高传热工质的升温速度，第二层控制则通过调节低温传热
工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定
值；

[0036] 第四阶段为镜场1的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度保持不变，并打开高温储
热罐进口阀门3，高温传热工质开始进入高温储热罐4；

[0037] 第五阶段为镜场1的传热工质升温过程，打开高温传热工质泵5，逐渐关闭高温储热罐旁路阀门6，并通过调节镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度升高至第
三目标温度，传热工质温度的设定值通过第一层控制进行优化，优化目标为：在过热器8的
进口传热工质温度高于出口蒸汽温度、且出口蒸汽压力不断增加的条件下，降低过热器8的
进口传热工质和出口蒸汽的温差，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入
镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定值；

[0038] 第六阶段为镜场1的定温运行阶段，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控制进入镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度保持不变；

[0039] 在整个镜场停机阶段的控制方法为：

[0040] 第一阶段，随着光照的减少，镜场1的出口传热工质的温度不断降低，打开高温储热罐旁路阀门6，经过高温储热罐旁路阀门6的传热工质流量的设定值通过第一层控制进行
优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质泵5的传热工质
流量，第二层控制通过调节高温储热罐旁路阀门6，控制经过高温储热罐旁路阀门6的传热
工质流量达到设定值；

[0041] 第二阶段，镜场1的出口传热工质温度降至第二目标温度时，关闭高温储热罐旁路阀门6，并逐渐打开过热器旁路阀门7，经过过热器旁路阀门7的传热工质流量的设定值通过
第一层控制进行优化，优化目标为：在维持机组发电功率不变的条件下，降低高温传热工质
泵5的传热工质流量，第二层控制通过调节过热器旁路阀门7，控制经过过热器旁路阀门7的
传热工质流量达到设定值；

[0042] 第三阶段，镜场1的出口传热工质温度降低至第一目标温度时，关闭过热器旁路阀门7，打开再循环阀门2，启动电伴热系统，第二层控制通过调节低温传热工质泵13的转速控
制再循环流量，维持镜场1的传热工质温度高于凝固温度。

[0043] 对于第一层控制使用预测控制算法对设定值进行优化，具体计算步骤为：

[0044] (1)确定被控对象的动态特性，可以近似使用一个有限项卷积公式进行描述：

[0045]

[0046] 式中：yM(k+i)为第k+i时刻模型的输出量；u(k+i‑j)为第k+i‑j时刻模型的输入量；gj为模型参数；N为有限卷积的项数。

[0047] (2)控制系统的期望输出是从本时刻实际输出出发，且向设定值光滑过渡的一条参考轨迹规定的，在k时刻的参考轨迹可由其在未来采样时刻的值来描述，它通常可取作一
阶指数变化的形式：

[0048] yr(k+i)＝yM(k)+[c‑yM(k)](1‑e‑iT/τ)

[0049] 式中：yM(k)为第k时刻模型的输出量；yr(k+i)为第k+i时刻的参考输出量；τ为参考轨迹的时间常数；i为第i个计算时刻；T为采样周期；c为参考轨迹的目标值。

[0050] (3)k时刻的优化准则为使预测输出值yF尽可能接近参考输出量yr，并减少模型的输入量u的变化，这一优化性能指标可写作

[0051]

[0052] 式中：J(k)为k时刻的优化目标函数；u(k+j‑1)为第k+j‑1时刻模型的输入量；yF(k+i)为第k+i时刻预测输出值；F为优化时域；M为控制时域；qi和ri分别为非负权系数。

[0053] (4)由于计算模型与实际物理过程存在误差，因此在构成预测输出值yF时，除了利用模型的输出量yM外，还附加了一个误差e，其一般形式为

[0054] yF(k+i)＝yM(k+i)+he(k)

[0055] 式中：h为误差的加权补偿系数；e(k)为第k时刻的误差。

[0056] (5)采用闭环预测的最优控制量的计算为

[0057]

[0058] 其中

[0059]

[0060]

[0061]

[0062]

[0063]

[0064]

[0065]

[0066] 式中：为由误差的加权补偿系数组成的向量； 为由整个预测阶段的参考输出量yr组成的向量； 为由所求的现时和未来的模型的输入量u组成的向量； 为由k
时刻以前的模型的输入量u组成的已知向量； 是由模型参数gi组成的已知矩阵；
是由非负权系数qi和ri构成的对角矩阵。

[0067] 闭环预测的最优控制量则作为第二层控制的设定值。

[0068] 第二层控制的任务为使被控量跟随设定值，对于镜场1的出口传热工质温度控制回路，具体控制策略为：

[0069] 本控制回路使用前馈加反馈的控制策略，反馈控制策略使用串级控制系统，主控制的任务为通过控制镜场1的传热工质流量，使镜场1的出口传热工质温度达到设定值；副
控制的任务为通过控制低温传热工质泵13，控制镜场1的传热工质流量；前馈控制策略通过
利用镜场1的稳态模型计算前馈控制量，提高控制系统的抗干扰能力，并在前馈控制的输出
增加低通滤波器，以增加控制系统的动态性能。

[0070] 对于高温储热罐旁路和过热器旁路的传热工质流量控制回路，具体控制策略为：

[0071] 本控制回路使用反馈控制策略，通过调节高温储热罐旁路阀门6和过热器旁路阀门7，改变传热工质的流量，并将传热工质的实际流量与目标流量进行比较，误差值输入PID
控制器进行调节，使传热工质的实际流量达到目标值，PID控制器的计算原理为

[0072]

[0073] 式中：e(t)为t时刻的误差；u(t)为t时刻的模型的输入量；KP、TI和TD分别为比例、积分和微分常数。

[0074] 通过使用本系统和方法，可以利用镜场启动过程中的低温传热工质，降低电加热器的功率，减少光热电站启动过程中的能量消耗，通过在镜场的不同启停阶段合理设置镜
场温度，可以有效降低镜场的散热损失，降低光热电站启停过程中的能量损失，同时通过提
高进入高温储热罐的传热工质温度，可以增加光热电站运行过程中的蒸汽温度，提高光热
电站的运行效率。