DE102012110421A1 - Modellbasierte Lastanforderungssteuerung - Google Patents

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Robert Allen Beveridge
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Emerson Process Management Power and Water Solutions Inc
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Abstract

Ausführungsformen von Verfahren und Systemen zur Steuerung einer von einem energieerzeugenden System erzeugten Last können das Steuern wenigstens eines Teils des Systems anhand von modellbasierten Steuertechniken umfassen. Die modellbasierten Steuertechniken können eine dynamische Matrixsteuereinheit (Dynamic Matrix Controller, DMC) umfassen, die eine Lastanforderung und eine Prozessvariable als Inputs empfängt und ein Steuersignal basierend auf den Inputs und einem gespeicherten Modell erzeugt. Das Modell kann auf der Basis von parametrischen Tests konfiguriert werden und modifizierbar sein. Andere Inputs können ebenfalls dazu benutzt werden, das Steuersignal zu ermitteln. In einer Ausführungsform wird eine Turbine von einer ersten DMC gesteuert und ein Boiler wird von einer zweiten DMC gesteuert, und die Steuersignale, die von der ersten und der zweiten DMC erzeugt werden, werden zusammen zum Steuern der erzeugten Last eingesetzt. Techniken zur Umstellung des energieerzeugenden Systems von einer proportional-integralen derivativ-basierten Steuerung zu einer modellbasierten Steuerung werden ebenfalls offenbart.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Dieses Patent bezieht sich allgemein auf die Steuerung von prozess- und energieerzeugenden Geräten und insbesondere auf die Durchführung einer modellbasierten Lastanforderungssteuerung, die zur Reduzierung der Steuerreaktionszeit von energieerzeugenden Geräten/Prozessen oder sonstigen Werksgeräten mit ähnlichen Reaktionscharakteristika benutzt werden.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Eine Vielzahl an industriellen sowie nicht industriellen Applikationen benutzen Brennstoff verbrennende Boiler, die typischerweise betrieben werden, um chemische Energie in thermische Energie umzuwandeln, indem sie eine von verschiedenen Arten von Brennstoffen, wie zum Beispiel Kohle, Gas, Öl, Abfallmaterial usw. verbrennen. Eine beispielhafte Verwendung von Brennstoff verbrennenden Boilern kann in thermischen Energiegeneratoren vorliegen, wobei Brennstoff verbrennende Öfen Dampf aus Wasser erzeugen, das durch eine Anzahl von Rohren und Schläuchen innerhalb eines Boilers läuft, und der erzeugte Dampf kann dann zum Betrieb einer oder mehrerer Dampfturbinen benutzt werden, um Elektrizität zu erzeugen. Die elektrische- oder Energieausgabe eines thermischen Energiegenerators kann eine Funktion der in einem Boiler erzeugten Wärmemenge sein, wobei die Wärmemenge direkt durch die verbrauchte (z.B. verbrannte) Brennstoffmenge, beispielsweise pro Stunde, ermittelt werden kann.
  • Ein typisches in einem Kraftwerk benutztes dampferzeugendes System kann einen Boiler umfassen, der einen Überhitzerabschnitt aufweist (der eine oder mehrere Unterabschnitte aufweist), in welchem Dampf erzeugt werden kann, der dann an eine erste, typischerweise Hochdruckdampfturbine bereitgestellt und innerhalb derer benutzt werden kann. Um den Wirkungsgrad des Systems zu verbessern, kann der in dieser ersten Dampfturbine vorliegende Dampf dann erneut in einem Nacherwärmungsabschnitt des Boilers erwärmt werden, der eine oder mehrere Unterabschnitte beinhalten kann, und der wieder erwärmte Dampf kann dann an eine zweite, typischerweise Niederdruckdampfturbine bereitgestellt werden. Es ist jedoch möglicherweise bekannt, dass sowohl der Ofen-/Boilerabschnitt des Energiesystems sowie der Turbinenabschnitt des Energiesystems auf eine koordinierte Art und Weise gesteuert werden müssen, um eine gewünschte Menge an Energie zu produzieren.
  • Darüber hinaus ist möglicherweise bekannt, dass die Dampfturbinen eines Kraftwerks typischerweise zu verschiedenen Zeiten zu verschiedenen Betriebsstufen laufen, um verschiedene Mengen an Elektrizität oder Energie basierend auf an das Kraftwerk bereitgestellte variable Energie- oder Lastanforderungen zu erzeugen. In vielen Fällen kann ein Kraftwerk beispielsweise in ein elektrisches Energieverteilungsnetzwerk eingebunden sein, das manchmal Stromnetz genannt wird, und eine festgelegte Menge an Energie an das Stromnetz bereitstellt. In diesem Fall handhabt typischerweise ein Stromnetzmanager oder eine Steuerbehörde das Stromnetz, um die Spannungspegel in dem Stromnetz konstant oder nahe-konstant zu halten (was innerhalb eingestufter Bereiche liegen kann), und um eine durchgehende Energieversorgung basierend auf der aktuellen Anforderung hinsichtlich Elektrizität (Energie), die durch die Energieverbraucher an das Stromnetz gestellt wird, bereitzustellen. Der Stromnetzmanager plant natürlich für eine stärkere Inanspruchnahme und damit höhere Energieanforderungen zu bestimmten Tageszeitpunkten als an anderen und an bestimmten Tagen der Woche und des Jahres als an anderen und lässt möglicherweise eine oder mehrere Optimierungsroutinen durchlaufen, um die optimale Menge und Art der Energie zu ermitteln, die zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die verschiedenen an das Stromnetz angeschlossenen Kraftwerke erzeugt werden muss, um der aktuellen oder erwarteten Gesamtenergieanforderung an das Stromnetz zu entsprechen.
  • Als Teil dieses Prozesses schickt der Stromnetzmanager typischerweise Energie- oder Lastanforderungserfordernisse (auch Lastanforderungssollwerte genannt) an jedes der Kraftwerke, die das Stromnetz mit Energie versorgen, wobei die Energieanforderungserfordernisse oder Lastanforderungssollwerte die Energiemenge vorgeben, die jedes bestimmte Kraftwerk zu jedem bestimmten Zeitpunkt an das Stromnetz möglicherweise bereitzustellen hat. Um eine ordnungsgemäße Steuerung des Stromnetzwerkes zu bewirken, kann der Stromnetzmanager natürlich neue Lastanforderungssollwerte für verschiedene Kraftwerke ausgeben, die zu jedem Zeitpunkt mit dem Stromnetz verbunden sind, um erwartete und/oder unerwartete Änderungen an der dem Stromnetz bereitgestellten oder durch dieses verbrauchten Energie Rechnung zu tragen. Der Stromnetzmanager kann zum Beispiel die Lastanforderungssollwerte für ein bestimmtes Kraftwerk als Reaktion auf erwartete oder unerwartete Anforderungsänderungen ändern (die während der normalen Geschäftszeit und an Wochentagen typischerweise höher sein können als nachts und an Wochenenden). Der Stromnetzmanager kann gleichermaßen zum Beispiel die Lastanforderungssollwerte für ein bestimmtes Kraftwerk als Reaktion auf eine erwartete oder unerwartete Reduzierung der Energieversorgung des Stromnetzes ändern, wie zum Beispiel einer durch eine oder mehrere Energieeinheiten in einem bestimmten Kraftwerk durch unerwartetes Versagen oder Abstellen für normale oder planmäßige Wartung des Stromnetzes verursachten Reduzierung.
  • Obwohl der Netzmanager die Lastanforderungssollwerte für bestimmte Kraftwerke jederzeit bereitstellen oder ändern kann, können die Kraftwerke selbst im Allgemeinen die an das Stromnetz gelieferte Energiemenge nicht unmittelbar erhöhen oder verringern, weil die Energieerzeugungsgeräte typischerweise aufgrund der physikalischen Charakteristika dieser Systeme eine wesentliche Verzögerung in der Reaktionszeit aufweisen. Um beispielsweise die Energieausgabe eines auf einer Dampfturbine basierten Energieerzeugungssystems zu erhöhen, kann es erforderlich sein, die Menge an Brennstoff zu ändern, die innerhalb des Systems verbraucht wird, um dadurch den Dampfdruck oder die Temperatur des Wassers innerhalb des Boilers des Systems zu erhöhen, was insgesamt eine begrenzte und nicht geringfügige Menge an Zeit benötigt. Kraftwerke können daher allgemein betrachtet die an das Netz gelieferte Energiemenge nur zu einer bestimmten Rate ansteigen oder abfallen lassen, was auf die Besonderheiten der energieerzeugenden Geräte innerhalb des Kraftwerks basiert sein kann. Wenn der Netzmanager daher die Lastanforderungssollwerte für ein bestimmtes Kraftwerk ändert, stellt der Netzmanager typischerweise sowohl eine neue Ziellastanforderung (die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft erreicht werden soll) als auch eine Anstiegsrate bereit, die die Art und Weise der Lastanforderungssollwertänderungen im Verlauf der Zeit zwischen der aktuellen Zeit und dem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft vorgibt. Allgemein betrachtet gibt die Anstiegsraten die Art und Weise an, in der die Lastanforderungssollwerte für das Kraftwerk im Verlauf der Zeit zwischen dem aktuellen Lastanforderungssollwert und dem Ziellastanforderungssollwert ansteigen oder abfallen (sich ändern) sollen.
  • In Kraftwerken, die einen Boiler zur Erzeugung von Energie benutzen, benutzt eine Kraftwerksteuereinheit typischerweise eine Vorwärtsschub-Steuereinheit, um die Ausgabeenergie in Reaktion auf eine Änderung in der Lastanforderung zu erhöhen oder verringern, die entweder lokal oder durch eine entfernte Abfertigung vorgenommen werden kann (z.B. durch den Netzmanager). Um die Energieausgabe des Kraftwerks zu ändern, kann der Lastanforderungssollwert (der als eine Energieanforderung, z.B. Megawatt, oder als ein Prozentsatz der Kapazität ausgedrückt werden kann) typischerweise in einen Einheitslastindex umgewandelt werden, der als ein Haupt-Vorwärtsschub-Anforderungssignal sowohl für den Boiler als auch die Turbine jeder Energiegeneratoreinheit dient. Das Boilerhauptanforderungssignal wird dann die Grundlage der Erzeugung sowohl eines Hauptbrennstoffsteuersignals als auch eines Hauptluftsteuersignals, die zur Steuerung des Brennstoffs (z.B. Kohle) und des Luftdurchsatzes, die an den Ofen des Boilers bereitgestellt werden, benutzt werden.
  • Aufgrund der trägen Natur einer Kesselreaktion kann jedoch die Hauptboiler-(oder Hauptbrennstoff-)Anforderung typischerweise mit einer derivativen Komponente (d.h. einer „Führungs“-komponente aus einer Frequenzdomänen-Übertragungs-Funktionsperspektive) oder einem sogenannten „Kicker“ berechnet werden, der die Reaktionsrate des Boilers erhöht, anstatt eine einfache lineare Funktion des Lastanforderungsindexes (eine gerade Linie) als das Vorwärtsschubsteuersignal zu benutzen. Ein unmittelbarer Nachteil der Benutzung einer derivativen Handlung als eine Grundlage für das Hinzufügen einer Führungskomponente oder eines „Kickers“ bei der Berechnung des Vorwärtsschubsteuersignals kann sein, dass diese derivative Komponente die Erzeugung einer hohen Übersteuerung und eines Pendelns sowohl der Einheitslast als auch der Dampftemperatur des Boilers riskiert, wenn die Änderung des Lastanforderungssollwerts hoch sein kann und/oder der Lastanforderungssollwert über einen langen Zeitraum hinweg ansteigt. Dieses Problem kann insbesondere bei relativ schnellen Reaktionsboilern (zum Beispiel Zyklon-Boilern) auftreten.
  • Um das Problem der Übersteuerung und des Pendelns zu lösen, ist es möglicherweise bekannt, das einheitslastindexbasierte Vorwärtsschubsteuersignal abzuleiten, um eine derivative „Kick“-Handlung zu beinhalten, die auf dem Unterschied zwischen dem aktuellen Lastanforderungssollwert und dem endgültigen Ziellastanforderungssollwert basiert, sodass die derivative Kickhandlung am Beginn des Anstiegs der Lastanforderung stärker oder hervorstehender sein kann (wenn der Unterschied zwischen dem aktuellen Lastanforderungssollwert und dem Ziellastanforderungssollwert über einem voreingestellten Schwellenwert sein kann), und die derivative Handlung schwächt nahe dem Ende des Anstiegs (d.h. wenn der Unterschied zwischen dem aktuellen Lastanforderungssollwert und dem Ziellastanforderungssollwert weniger als ein voreingestellter Schwellenwert sein kann) wesentlich ab (oder kann ganz angehalten werden). Diese Strategie hat jedoch wesentliche Unzulänglichkeiten, indem (1) diese Technik die derivative „Kick“-Handlung verliert, wenn der Lastanforderungshochfahrbereich relativ klein sein kann (d.h. wenn der Unterschied zwischen einem aktuellen Lastanforderungssollwert und dem endgültigen Ziellastanforderungssollwert für den Anfang zunächst gering ist) und (2) sich diese Technik auf die Kenntnis des endgültigen Ziellastanforderungssollwerts verlässt, um zu ermitteln, wann die derivative „Kick“-Handlung innerhalb des Vorwärtsschub-Steuersignals entfernt oder verringert werden muss.
  • Leider sind viele der an dem Lastanforderungssollwert zum Beispiel durch den Netzmanager vorgenommenen Änderungen von Natur aus relativ klein und können in vielen Fällen nicht ausreichend groß sein, um eine derivative „Kick“-Handlung einzuleiten, wenn durch den Netzmanager eine anfängliche Änderung an der Lastanforderung vorgenommen wird (was der Zeitpunkt sein kann, an dem eine derivative „Kick“-Handlung am vorteilhaftesten sein kann). Außerdem kann in vielen Fällen der tatsächliche endgültige oder Ziellastanforderungssollwert dem Steuersystem des energieerzeugenden Verarbeitungswerks unbekannt sein, weil das entfernt gelegene Abfertigungszentrum oder der Netzmanager nur ein stufenweises Pulssignal an das lokale Werk schickt, wodurch der Lastanforderungssollwert erhöht wird, ohne das Werk bezüglich der endgültigen Ziellastanforderung zu informieren, auf welche sich das Werk möglicherweise hinbewegt. In diesem Fall kann das Hinzufügen der derivativen „Kick“-Handlung schwer oder unmöglich sicher oder wirksam ausführbar sein, weil das Werk einen Ziel- oder endgültigen Lastanforderungssollwert schätzen muss (was zu einer überaggressiven Steuerung führen kann) oder annehmen muss, dass der Ziellastanforderungssollwert einfach der nächste durch die Abfertigung geschickte Wert sein kann (was typischerweise zu unteraggressiver Steuerung führt).
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Ausführungsformen von einem Verfahren zum Steuern einer durch ein energieerzeugendes System erzeugten Last können Empfangen eines Signals beinhalten, das eine Lastanforderung am Eingang einer dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt. Das Verfahren kann außerdem die Ermittlung eines Werts eines Steuersignals basierend auf dem Signal beinhalten, das die Lastanforderung anzeigt, und ein in einem Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichertes Modell und Erzeugen des Steuersignals. Das Verfahren kann auch Steuern der durch das energieerzeugende System erzeugten Last basierend auf dem Steuersignal beinhalten. In einer Ausführungsform kann das Steuersignal ferner basierend auf einem aktuellen Wert einer Prozessvariablen und einem gewünschten Wert der Prozessvariablen ermittelt werden. In einer Ausführungsform kann mehr als eine modellbasierte gesteuerte Einheit jeweils ein jeweiliges Steuersignal erzeugen, und die daraus Folgenden erzeugten einen oder mehrere Steuersignale können zur Steuerung der durch das energieerzeugende System erzeugten Last kombiniert werden.
  • Ausführungsformen von einem Verfahren zum Steuern einer durch ein energieerzeugendes System erzeugten Last können Erzeugen durch eine erste dynamische Matrixsteuereinheit eines ersten Steuersignals basierend auf einer Lastanforderung und ein erstes in einem Speicher der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichertes Modell beinhalten, und Erzeugen durch eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines zweiten Steuersignals basierend auf der Lastanforderung, und ein zweites in einem Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichertes Modell. Das Verfahren kann ferner Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und auf dem zweiten Steuersignal beinhalten. In einer Ausführungsform kann die erste dynamische Matrixsteuereinheit einer Turbine entsprechen, und die zweite dynamische Matrixsteuereinheit kann einem Boiler entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren Einleiten einer Beendigung einer proportional-integralen Derivativ-(Proportional-Integral-Derivative (PID))-Steuertechnik bevor die dynamische Matrixsteuereinheit ein Steuersignal erzeugt, beinhalten.
  • Ausführungsformen eines energieerzeugenden Systems können eine dynamische Matrixsteuereinheit beinhalten. Die dynamische Matrixsteuereinheit kann einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das eine Lastanforderung für das energieerzeugende System, einen Speicher, der ein Modell speichert, eine dynamische Matrixsteuerroutine, die zur Ermittlung eines Werts eines Steuersignals basierend auf dem Modell konfiguriert ist, und einem Wert der Lastanforderung anzeigt, und einen Ausgang zur Bereitstellung des Steuersignals zur Steuerung einer durch das energieerzeugenden System erzeugten Last beinhalten. Das Modell kann basierend auf parametrischem Testen von wenigstens einem Teil des energieerzeugenden Systems ermittelt oder konfiguriert werden, und das Modell kann modifizierbar sein. In einigen Ausführungsformen kann die dynamische Matrixsteuereinheit eine oder mehrere zusätzliche Eingänge beinhalten, und die dynamische Matrixsteuerroutine kann den Wert des Steuersignals ferner basierend auf einer oder mehreren Eingängen ermitteln.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 veranschaulicht ein Blockdiagramm von einem Stromnetz, das zahlreiche damit verbundene energieerzeugende Kraftwerke aufweist, von denen wenigstens eines eine modellbasierte Lastanforderungssteuerung beinhaltet;
  • 2 veranschaulicht ein Blockdiagramm von einer dynamischen Matrixsteuereinheit (DMC – dynamic matrix controller), die zur Bereitstellung von einer modellbasierten Lastensteuerung in einem energieerzeugenden Werk oder System benutzt wird;
  • 3 veranschaulicht eine beispielhaften Bildschirmaufnahme von einer Benutzerschnittstelle eines energieerzeugenden Werks oder Systems, der ein Modell anzeigt, das in der dynamischen Matrixsteuereinheit von 2 beinhaltet sein kann;
  • 4 veranschaulicht ein Blockdiagramm von einem Stromnetz, das zahlreiche damit verbundene energieerzeugende Kraftwerke aufweist, von denen wenigstens eines zwischen modellbasierter Anforderungssteuerung und proportional-integraler Derivativ-(Proportional-Integral-Derivative (PID))-Steuerung umgeschaltet werden kann;
  • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Anordnung, die als Teil einer proportional-integralen Derivativ-(Proportional-Integral-Derivative (PID))-Steuerung zur Steuerung einer energieerzeugenden Einheit benutzt werden kann;
  • 6 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren der Steuerung einer Last eines energieerzeugenden Systems;
  • 7 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren der Steuerung einer durch ein energieerzeugendes System erzeugten Last; und
  • 8 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Erzeugen eines Modells zur Verwendung in modellbasierter Steuerung eines energieerzeugenden Systems.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Mit nunmehrigem Bezug auf 1 kann ein Stromnetz 10 mit jedem von einer Anzahl von Kraftwerken 12, 14 und 16 elektrisch und kommunikativ verbunden werden, sowie mit zusätzlichen Kraftwerken, die nicht in 1 gezeigt werden, wobei die Kraftwerke 12, 14, 16 zur Bereitstellung von Energie an das Stromnetz 10 betrieben werden können. Die Begriffe „Kraftwerk“, „energieerzeugendes Werk“, „energieerzeugendes System“, „lasterzeugendes Werk“ und „lasterzeugendes System“ im Sinne der vorliegenden Benutzung werden austauschbar verwendet.
  • Es ist ersichtlich, dass das Stromnetz 10 durch Kunden oder sonstige Energieverbraucher (nicht in 1 gezeigt) benutzt oder verbraucht werden kann, die mit dem Stromnetz 10 verbunden sind. Allgemein betrachtet kann ein Netzmanager, in 1 als ein Systembetreiber (SO – system operator) 20 angegeben, mit dem Netz 10 verbunden sein und die Energie am Netz handhaben, indem verschiedene Lastanforderungssollwertsignale ermittelt und dann an jedes der Werke 12, 14 und 16 geschickt werden. Diese Lastanforderungssollwertsignale können durch den Systembetreiber 20 auf jede bekannte oder erwünschte Art und Weise erzeugt werden, zum Beispiel durch Benutzen einer Optimierungstechnik. Allgemein betrachtet können diese Lastanforderungssollwertsignale die Energiemenge (allgemein im Sinne von Megawatt) anzeigen, um jederzeit von jedem Werk 12, 14 und 16 an das Stromnetz 10 bereitgestellt zu werden. Der Systembetreiber 20 kann insbesondere den Spannungspegel des Stromnetzes 10 zu einem eingestuften Pegel beibehalten und kann sicherstellen, dass ausreichend Energie (sowohl aktive als auch reaktive) an das Stromnetz 10 bereitgestellt werden kann, um die aktuelle und/oder projizierte zukünftige Anforderung an das Stromnetz 10 jederzeit durch Erzeugen und Senden von Lastanforderungssollwertsignalen an jedes der Werke 12, 14 und 16 zu befriedigen.
  • Bedauerlicherweise, wie allgemein bekannt, können die Kraftwerke 12, 14, 16 die an das Stromnetz 10 bereitgestellte Energie nicht verzögerungsfrei ändern, insbesondere wenn die Kraftwerke 12, 14, 16 langsam reagierende Arten von energieerzeugenden Geräten benutzen, wie zum Beispiel mit pulverisierter Kohle befeuerte energieerzeugende Einheiten. Der Systembetreiber 20 stellt daher ein Lastanforderungssollwertsignal an jedes Kraftwerk 12, 14, 16 bereit, indem allgemein ein neuer, in der Zukunft zu erreichender Ziellastanforderungssollwert bereitgestellt wird und eine Rate, zu der das Kraftwerk auf den Ziellastanforderungssollwert hin ansteigen soll, (wodurch ein Satz Ziellastanforderungssollwertsignale festgelegt wird, der zwischen der aktuellen Zeit und der Zeit, zu der das Ziellastanforderungssollwertsignal möglicherweise zu erreichen sein kann, zu benutzen ist). Der Systembetreiber 20 kann somit einem Kraftwerk, zum Beispiel dem Kraftwerk 14, einen neuen, zu einem bestimmten in der Zukunft gelegenen Zeitpunkt zu erreichenden Lastanforderungssollwert bereitstellen sowie eine Anstiegsrate, zu der sich die Energieausgabe durch das Kraftwerk 14 im Verlauf der Zeit zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem Zeitpunkt, an dem der Ziellastanforderungssollwert möglicherweise zu erreichen ist, ändert. Allgemein betrachtet kann die Anstiegsrate, die durch den Systembetreiber 20 an ein bestimmtes Kraftwerk 12, 14, 16 bereitgestellt wird, auf die maximal erlaubte oder festgelegte Rate basiert werden (d.h. sie kann dieser entsprechen oder darunter liegen), zu der diese Werke ihre Energieausgabe ändern können, die von den Werken 12, 14, 16 an den Systembetreiber 20 bereitgestellt werden können, wenn die Werke 12, 14, 16 ans Netz gehen oder zur Regulierungssteuerung in Auftrag gegeben oder angemeldet werden. Unter anderen Umständen kann der Systembetreiber 20 jedoch jedem Kraftwerk 12, 14, 16 zu zahlreichen periodischen Zeitpunkten (wie zum Beispiel jede Minute, alle zehn Minuten usw.) einen neuen Lastanforderungssollwert bereitstellen, wobei der neue Lastanforderungssollwert zu jedem Zeitpunkt so berechnet wird, dass er innerhalb der festgelegten oder zulässigen Anstiegsrate für jedes Kraftwerk liegt.
  • Mit erneutem Bezug auf 1 kann der Systembetreiber 20 in jedem Fall die neuen Lastanforderungssollwertsignale an jedes der Werke 10, 12, 14 periodisch oder zu nicht festgelegten Zeitpunkten bereitstellen, und diese Lastanforderungssollwertsignale können Lastanforderungssollwerte beninhalten, die an einen innerhalb jedes der Werke 12, 14, 16 befindlichen Lastanforderungscomputer (LDC – load demand computer) 22 bereitgestellt werden. Die LDCs 22 innerhalb dieser Werke 12, 14 und 16 können die Lastanforderungssollwerte als vorrangige Steuersignale benutzen, die zur Steuerung der individuellen energieerzeigenden Einheiten innerhalb des Werks zu benutzen sind. Wie für das Werk 14 veranschaulicht, das in diesem Fall ein boilerbetriebenes Dampfturbinenkraftwerk sein kann, benutzt ein LCD 22 das empfangene Lastanforderungssollwertsignal, um einen Lastanforderungsindex zu erzeugen, der dann an eine Turbinenhauptsteuereinheit 24 und eine Boilerhauptsteuereinheit 26 innerhalb des Werks 14 bereitgestellt werden kann. Wie in 1 gezeigt, kann die Turbinenhauptsteuereinheit 24 den LDC-Index und die modellbasierte Steuerung zur Steuerung der Turbinenventile 28 und der Umgehungsventile 30 benutzen, sowie zusätzliche oder sonstige Turbinengeräte, die zur Erzeugung von Elektrizität basierend auf dem durch das Boilersystem des Werks erzeugten Dampf benutzt werden. Auf eine ähnliche Art und Weise kann die Boilerhauptsteuereinheit 26 den durch den LDC 22 bereitgestellten LDC-Index und die modellbasierte Steuerung zur Berechnung eines Brennstoffdurchsatz-, Luftdurchsatz- und/oder Wasserdurchsatz-Anforderungssignals 32 benutzten, das innerhalb des Boilersystems zur Steuerung der Betriebe der Ventilatoren 34, Mühlen 36, Pumpen 38, Ventile 40 sowie anderen Geräten benutzt wird, um die Menge an Dampfdruck zu erzeugen, die erforderlich ist, um die Turbinen bei einer bestimmten energieerzeugenden Kapazität anzutreiben.
  • Modellbasierte Steuertechniken, die in einem energieerzeugenden System zur Steuerung einer erzeugten Last benutzt werden (wie zum Beispiel diejenigen, die in Verbindung mit der Turbinenhauptsteuerung 24 und der Boilerhauptsteuerung 26 benutzt werden), können wesentliche Vorteile im Verhältnis zu herkömmlich verwendeten Steuertechniken, wie zum Beispiel die proportional-integrale Derivativ-(Proportional-Integral-Derivative (PID))-Steuerung bereitstellen. Boiler und sonstige Komponenten von energieerzeugenden Systemen weisen inhärent träge Reaktionszeiten auf. Da PID-Steuertechniken im Allgemeinen reaktionär sind, wird die Reaktion der langsamen Komponente verschärft. Demgemäß beginnen korrigierende Handlungen erst nach dem Auftreten einer Diskrepanz zwischen einem Sollwert und einer Prozessvariablen (z.B. Drosseldruck, Einheitslast, Megawatt usw.) abzulaufen. Selbst bei zusätzlicher Verbesserung der PID-Steuerung, wie zum Beispiel Vorwärtsschub- und „Kicker“-Komponenten, kann die Reaktionszeit zum Anstieg auf eine gewünschte Lastanforderung immer noch nicht ausreichend präzise oder effizient sein, wodurch die Betriebskosten erhöht werden und der Profit des energieerzeugenden Systems beschnitten wird.
  • Auf der anderen Seite kann die modellbasierte Steuerung verschiedener energieerzeugender Werksabschnitte (z.B. der Turbine und/oder des Boilers) einen erhöhten Wirkungsgrad und eine erhöhte Präzision sowie verringerte Anstiegszeit zur Erzeugung einer gewünschten Last bereitstellen. In einer Ausführungsform können die modellbasierte Steuerung der Turbinenhauptsteuereinheit 24 und/oder der Boilerhauptsteuereinheit 26 jeweils eine jeweilige dynamische Matrixsteuereinheit beinhalten, die ein oder mehrere jeweils darauf gespeicherte Modelle aufweisen, die zur Erzeugung der Steuersignale benutzt werden. Bei Vorgabe einer gewünschten Lastanforderung kann die dynamische Matrixsteuereinheit bzw. die dynamische Matrixsteuereinheiten die Turbinenhauptsteuerung 24 und/oder die Boilerhauptsteuerung 26 direkt auf eine gewünschte Konfiguration basierend auf dem einen oder den mehreren jeweiligen Modellen steuern, anstatt die Turbinenhauptsteuerung 24 und/oder die Boilerhauptsteuerung 26 durch Durchführung zeitaufwändiger linearer Berechnungen von Diskrepanzen und dem reaktionären Suchen nach manipulierten Variablen zu steuern, wie dies durch die PID-Steuerungstechniken erforderlich ist. Als solche kann die korrigierende Handlung unmittelbar anstatt reaktionär sein. Die schrittweise Reaktion auf die vorliegend offenbarten modellbasierten Steuertechniken kann darüber hinaus dem lasterzeugenden System ermöglichen, die erzeugte Last mit geringerer Übersteuerung und geringerer Untersteuerung zu erhöhen und zu verringern. Das eine oder die mehreren in den modellbasierten Steuertechniken benutzten Modelle können ferner darüber hinaus zur unmittelbaren Benutzung, nachdem sie geladen sind, bereit sein, während PID-Steuertechniken erhebliches Einstellen erfordern, ehe sie zur Benutzung bereit sind. Aus wenigstens diesen Gründen können erzeugte Lasten effizienter und zeitgerechter ausgegeben werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
  • 2 veranschaulicht eine Ausführungsform eines allgemeinen Blockdiagramms einer dynamischen Matrixsteuereinheit (DMC – dynamic matrix controller) 100, die benutzt werden kann, um modellbasierte Laststeuerung in einem energieerzeugenden System oder Werk bereitzustellen, wie zum Beispiel dem Werk 12, 14 oder 16 von 1. Ein bestimmtes Beispiel der in 2 gezeigten DMC 100 kann zum Beispiel in der Turbinenhauptsteuereinheit 24 beinhaltet sein oder in Verbindung mit dieser betrieben werden, und ein gleiches oder ähnliches Beispiel der DMC 100 kann in der Boilerhauptsteuereinheit 26 beinhaltet sein oder in Verbindung mit dieser betrieben werden. In einer Ausführungsform beinhaltet die Turbinenhauptsteuerung 24 ein erstes Beispiel der dynamischen Matrixsteuereinheit 100, und die Boilerhauptsteuerung 26 beinhaltet ein unterschiedliches Beispiel der dynamischen Matrixsteuereinheit 100.
  • Die dynamische Matrixsteuereinheit 100 kann zum Beispiel eine oder mehrere Eingänge 102a–102f beinhalten, um verschiedene Signale von dem energieerzeugenden System zu empfangen. In einer Ausführungsform beinhaltet die DMC 100 einen Eingang 102a, bei dem ein Signal empfangen werden kann, das eine Lastanforderung anzeigt. Die Eingabe 102a kann zum Beispiel ein Signal empfangen, das einem LDC-Index von der LDC 22 entspricht.
  • Die DMC 100 kann in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere zusätzliche Eingänge 102b–102f empfangen. In einer Ausführungsform kann die DMC 100 einen Eingang 102b beinhalten, über welchen ein Signal empfangen werden kann, das einen aktuellen Wert einer in dem energieerzeugenden System benutzten Prozessvariablen anzeigt, und kann eine Eingang 102c beinhalten, über welchen ein Signal empfangen werden kann, das einen erwünschten Wert der Prozessvariablen (z.B. den Sollwert der Prozessvariablen) anzeigt. Der Eingang 102b kann zum Beispiel ein Signal empfangen, das einem aktuellen Wert eines Drosseldrucks, eines Brennstoffdurchsatzes, eines Luftdurchsatzes an das System und/oder Wasserdurchsatzes an das System, einer Einheitslast, einer Menge erzeugter Energie (z.B. in Megawatt oder einer sonstigen geeigneten Maßeinheit) oder einer sonstigen geeigneten Prozessvariable entspricht.
  • Die DMC 100 beinhaltet in einer Ausführungsform einen Eingang 102d, bei dem ein Signal empfangen werden kann, das einen aktuellen Wert einer manipulierten Variablen anzeigt, die in dem lasterzeugenden System verwendet wird. Der Eingang 102d kann beispielsweise ein Signal empfangen, das einem aktuellen Wert entspricht, der eine Ventilposition, eine Schieberposition oder irgendeine andere manipulierte Variable repräsentiert, die die Steuerung einer Last beeinflussen kann, die durch das energieerzeugende System erzeugt wird. In einer Ausführungsform kann die manipulierte Variable, deren Wert am Eingang 102d empfangen wird, einem oder mehreren von den Ventilen 28, 30 oder 40, dem Ventilator 34, der Mühle 36, der Pumpe 38 oder irgendeiner anderen Einheit des Lasterzeugungssystems entsprechen. In einer Ausführungsform kann in der DMC 100 mehr als ein Signal empfangen werden, die mehr als einer manipulierten Variablen entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann ein Eingang 102e der DMC 100 ein Signal empfangen, das eine Störungsvariable anzeigt. Eine Störungsvariable kann beispielsweise einer Menge an Ruß, einer Dampftemperatur, einem Ausmaß an Brennerneigung oder jeglicher anderen Störung entsprechen, die die Steuerung einer Last beeinflussen kann, die durch das energieerzeugende System erzeugt wird. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere andere Eingänge 102f der DMC 100 ein oder mehrere andere Signale empfangen.
  • In der DMC 100 kann eine dynamische Matrixsteuerroutine 105 basierend auf den Werten von einem oder mehreren Signalen, die an den Eingängen 102a–102f empfangen werden, einen Wert eines Steuersignals 108 ermitteln. Die dynamische Matrixsteuerroutine 105 kann insbesondere den Wert des Steuersignals 108 basierend auf einem Modell 110 ermitteln, das durch die folgende Funktion repräsentiert werden kann: D(i1, i2, ... in) = c, wobei ix einem Wert eines Signals entspricht, dass am x. Eingang der DMC 100 empfangen wird, und c einem Wert des Steuersignals 108 entspricht, das durch die DMC 100 erzeugt wird. Wenn beispielsweise ein Beispiel des DMC-Modells 100 in die Turbinenhauptsteuerung 24 von 1 eingeschlossen ist, kann das Steuersignal 108 bereitgestellt werden, um ein oder mehrere Turbinenventile 28, ein oder mehrere Umgehungsventile 30 und/oder andere Einheiten in dem energieerzeugenden Werk zu steuern, die die Steuerung der Turbine beeinflussen. Wenn in einem anderen Beispiel ein anderes Beispiel des DMC-Modells 100 in die Boilerhauptsteuerung 26 von 1 eingeschlossen wird, kann das Steuersignal 108 bereitgestellt werden, um einen Brennstoffdurchsatz, einen Luftdurchsatz und/oder einen Wasserdurchsatz 32, einen oder mehrere Ventilatoren 34, Mühlen 36, Pumpen 38, Ventile 30 oder andere Einheiten innerhalb des energieerzeugenden Werks zu steuern, die die Steuerung des Boilers beeinflussen.
  • Die dynamische Matrixsteuerroutine 105 kann wenigstens den Steuersignalwert c basierend auf einem Wert der Lastanforderung (z.B. dem durch die LDC 22 erzeugten LDC-Index) ermitteln, der bei Eingang 102a empfangen wurde. Zusätzlich zu dem LCD-Index kann in einigen Ausführungsformen der Steuersignalwert c basierend auf einem aktuellen Wert einer in dem energieerzeugenden System verwendeten Prozessvariablen, der am Eingang 102b empfangen wird, und einem Wert eines Sollwerts oder gewünschten Werts der Prozessvariable, der in am Eingang 102c empfangen wird, ermittelt werden. Das Modell 110 kann als solches eine Beziehung zwischen einer bestimmten Lastanforderung, einem bestimmten aktuellen Wert einer Prozessvariable und dem Prozessvariablensollwert definieren. Das Modell 110 kann in einigen Ausführungsformen eine Beziehung zwischen mehreren Lastanforderungswerten, mehreren möglichen aktuellen Werten der Prozessvariablen und dem Prozessvariablensollwert definieren.
  • Zusätzlich zu dem LCD-Index kann in einigen Ausführungsformen der Steuersignalwert c basierend auf einem aktuellen Wert einer in dem energieerzeugenden System verwendeten manipulierten Variablen, der am Eingang 102d empfangen wird, einem aktuellen Wert einer Störungsvariable, der am Eingang 102e empfangen wird, und/oder einem Wert irgendeines anderen Signals 102f ermittelt werden. Das Modell 110 kann im Allgemeinen eine oder mehrere Beziehungen zwischen verschiedenen Werten der Lastanforderung und verschiedenen Werten von Signalen definieren, die (entweder allein oder in Kombination) über die Eingänge 102b–102c der dynamischen Matrixsteuereinheit 100 empfangen werden können.
  • In einer Ausführungsform kann die Funktion D(i1, i2, ... in) = c, die durch die dynamische Matrixsteuerroutine 105 ausgeführt wird, einem oder mehreren Modellen 110 entsprechen, die in der DMC 100 gespeichert sind. Ein Beispiel des Modells 110 ist in 3 gezeigt. 3 veranschaulicht eine beispielhafte Bildschirmaufnahme 200, die auf einer Benutzerschnittstelle eines energieerzeugenden Werks oder eines energieerzeugenden Systems angezeigt wird. Die Bildschirmaufnahme 200 beinhaltet ein Beispielmodell 202, das in der dynamischen Matrixsteuereinheit von 2 beinhaltet sein kann. Das Modell 202 kann beispielsweise ein Beispiel für eine Ausführungsform des Modells 110 von 2 sein, und das Modell 202 kann in einem Beispiel in einer dynamischen Matrixsteuereinheit 100 beinhaltet sein, die zusammen mit der Turbinenhauptsteuerung 24 verwendet wird.
  • Das Modell 202 kann basierend auf parametrischen Tests des last- oder energieerzeugenden Systems konfiguriert oder erzeugt werden. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist das Modell 202 als zweidimensionale Auftragung einer Prozessreaktion 205 im Zeitverlauf 208 dargestellt, die die Reaktion des Drosseldrucks an der Turbine bei einer gegebenen Anfangssystemlast zeigt, wenn die Boilerausgabe während des parametrischen Tests verändert wird. Um das Modell 202 zu ermitteln, wurden parametrische Tests bei der gegebenen Anfangssystemlast durchgeführt. Während das lasterzeugende System bei der gegebenen Anfangssystemlast im stationären Zustand betrieben wurde, wurde während des Tests zum Zeitpunkt 210 von dem lasterzeugenden System ein definierter Anstieg der Ausgabe des Boilers gefordert. Die Kurve 205 entspricht den parametrischen Daten, die während des Testprozesses erhalten wurden. Die Kurve 205 entspricht insbesondere der Reaktion des Drosseldrucks der Turbine im Zeitverlauf 208, die während der geforderten Anforderung der Boilerausgabe zur Anfangszeit 210 auftrat. Die Auftragung 205 zeigt als solche die Prozessreaktion der Turbine für eine definierte Systemänderung bei einer bekannten Anfangslast im stationären Zustand.
  • Die parametrischen Tests können wiederholt werden, um Daten zu erhalten, um ein oder mehrere Modelle 110 zu ermitteln, zu erzeugen oder zu konfigurieren, die genauer und vollständiger sind. Parametrische Tests können im Allgemeinen für Kombinationen verschiedener Werte von Anfangslasten im stationären Zustand und verschiedener Werte der Arten von Systemänderungen durchgeführt werden, um verschiedene Prozessreaktionen zu ermitteln. Parametrische Tests können beispielsweise für verschiedene Anfangslasten im stationären Zustand und/oder für verschiedene Änderungen der Boilerausgabeanforderung durchgeführt werden. Parametrische Tests können zusätzlich oder alternativ durchgeführt werden, um parametrische Daten für andere Prozessreaktionen als den Drosseldruck zu erfassen. Parametrische Tests können zusätzlich oder alternativ für andere Systemänderungen als die Boilerausgabeanforderung durchgeführt werden.
  • In dem in 3 gezeigten Beispiel können aus mehrfachen parametrischen Tests erhaltene Daten verwendet werden, um ein oder mehrere Modelle 110 zu ermitteln, zu konfigurieren und/oder zu erzeugen, die der Turbine entsprechen, einschließlich Modell 202. Das eine oder die mehreren Modelle 110 können das Verhalten von verschiedenen Prozessreaktionen der Turbine bei verschiedenen Lasten und Systemänderungen beschreiben. Das eine oder die mehreren Modelle 110 können dann zur Verwendung durch ein Beispiel der dynamischen Matrixsteuerroutine 105 in einer DMC 100 von 2 geladen oder anderweitig verfügbar gemacht werden, die zusammen mit der Turbinenhauptsteuerung 24 verwendet wird.
  • In ähnlicher Weise können ein oder mehrere parametrische Tests durchgeführt werden, um parametrische Daten zu erhalten, die verschiedenen Prozessreaktionen des Boilers entsprechen. Die erhaltenen parametrischen Daten können verwendet werden, um ein oder mehrere Modelle 110 zu ermitteln, zu konfigurieren und/oder zu erzeugen, die dem Boiler entsprechen. Das eine oder die mehreren Modelle 110 können dann zur Verwendung durch ein Beispiel der dynamischen Matrixsteuerroutine 105 in einer DMC 100 geladen oder anderweitig verfügbar gemacht werden, die zusammen mit der Boilerhauptsteuerung 26 verwendet wird.
  • In 3 zeigt die Ausführungsform des Modells 202 das Modell 110 als zweidimensionalen Linienkurve 205. Es versteht sich jedoch, dass das Modell 110 in jeder gewünschten Form abgebildet werden kann, wie als von einer zweidimensionalen Auftragung verschiedenen Kurve, als mathematisches Modell oder Formel, als Anordnung von Daten, als Bilddarstellung oder andere geeignete Form. In einigen Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil des Modells ausgewählt werden und zur Anzeige auf einer Benutzerschnittstelle präsentiert werden. In einigen Ausführungsformen kann ein einzelnes Modell 110 über mehrere Displayansichten repräsentiert werden.
  • Obwohl die in 3 veranschaulichte Ausführungsform ein einzelnes Modell 110 anzeigt, das die Reaktion des Drosseldrucks repräsentiert, das in der DMC 100 beinhaltet ist, kann in anderen Ausführungsformen mehr als ein Modell 110 in der DMC 100 beinhaltet sein. Jedes der mehr als ein Modelle 110 kann entweder für sich oder zusammen mit anderen Modellen angezeigt werden. Jedes Modell kann beispielsweise einem anderen Lastbereich entsprechen, der durch das energieerzeugende System oder die energieerzeugenden Werk erzeugt wird. Jedes Modell kann in einem anderen Beispiel einer anderen Prozessreaktion entsprechen. Ein oder mehrere geeignete Modelle 110 können in einer Ausführungsform zur Verwendung in der Erzeugung des Steuersignals 108 verwendet werden.
  • In 2 kann die dynamische Matrixsteuerroutine 105, die den Wert des Steuersignals 108 ermittelt, einen Satz von computerausführbaren Anweisungen beinhalten, die in einem Speicher 112 der DMC 100 gespeichert sind. Der Speicher 112 kann ein oder mehrere nicht-vorübergehende, greifbare, computerlesbare Medien beinhalten. Der Speicher 112 kann beispielsweise ein oder mehrere Programmspeicher zum permanenten Speichern von Daten, die mit den durch Computer ausführbaren Anweisungen zusammenhängen, und ein oder mehrere Arbeitsspeicher (RAM) zum temporären Speichern von Daten beinhalten, die mit den durch Computer ausführbaren Anweisungen zusammenhängen. Der Speicher 112 kann beispielsweise als ein oder mehrere Halbleiterspeicher, magnetlesbare Speicher, optisch lesbare Speicher und/oder andere greifbare, nicht-vorübergehende, computerlesbare Speichermedien implementiert werden. Der Speicher 112 für einen Prozessor 115 zugänglich sein, so dass der Prozessor 115 den Satz von Anweisungen in dem Speicher entsprechend der dynamischen Matrixsteuerroutine 105 ausführen kann.
  • Das Modell 110 kann in dem gleichen Speicher 112 wie die dynamische Matrixsteuerroutine 105 oder in einem anderen Speicher (nicht gezeigt) gespeichert werden, auf den die dynamische Matrixsteuerroutine 105 lokal oder durch Fernzugriff zugreifen kann. Zusammen mit der Ausführung der dynamischen Matrixsteuerroutine 105 kann seitens der dynamischen Matrixsteuerroutine 105 auf das Modell 110 zugegriffen werden.
  • Das Modell 110 kann in einer Ausführungsform aktualisiert werden, um aktualisierte oder erwünschte parametrische Daten wiederzugeben. Das Modell 110 kann beispielsweise automatisch modifiziert werden, wenn sich Werksdaten (z.B. Prozesssteuerdaten, Messungen usw.) in Echtzeit ändern, das Modell 110 kann automatisch modifiziert werden, wenn ein Schwellenwert erreicht ist, das Modell 110 kann automatisch in festgelegten Zeitabständen modifiziert werden, und/oder das Modell 110 kann basierend auf einem Benutzerbefehl oder einer Anweisung modifiziert werden. Ein aktualisiertes modifiziertes Modell kann im Speicher 112 gespeichert werden, so dass anschließende aktualisierte Steuersignale 108 basierend auf dem modifizierten Modell ermittelt werden.
  • 4 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Stromnetzes 10 von 1, wobei wenigstens eine der Werke 12, 14 und 16 zwischen modellbasierter Lastanforderungssteuerung und PID-Steuerung umgeschaltet werden kann. In 4 ist nur das Werk 14 mit der Fähigkeit, zwischen modellbasierter Lastanforderungssteuerung und PID-Steuerung umzuschalten, dargestellt, die für das Werk 14 veranschaulichten und erörterten Techniken können jedoch in dem Werk 12 und/oder dem Werk 16 implementiert werden. Obwohl 4 ferner sowohl die Turbinenhauptsteuerung 24 als auch die Boilerhauptsteuerung 26 mit Fähigkeit zum Umschalten zwischen modellbasierter und PID-basierter Steuerung zeigt, ist es möglich, dass nur eine von der Turbinensteuerung 24 oder der Boilersteuerung 26 die Fähigkeit beinhaltet, zwischen modellbasierter und PED-basierter Steuerung umzuschalten.
  • Ferner kann wenigstens ein Teil der mit Bezug auf 4 veranschaulichten und erörterten Verfahrensweisen zusammen mit der dynamischen Matrixsteuereinheit 100 von 2, mit anderen modellbasierten Steuereinheiten oder mit anderen Arten modellbasierter Steuerung eingesetzt werden. Zum Zwecke der leichteren Erläuterung und keinesfalls zu Beschränkungs-zwecken enthält die Beschreibung von 4 ferner unten Verweise zu dem DMC 100 von 2.
  • 4 veranschaulicht Ausführungsformen der modellbasierten Turbinenhauptsteuerung 24 und der modellbasierten Boilerhauptsteuerung 26, die dort beide jeweils eine Umschaltung zwischen modellbasierten und PID-basierten Steuerungen unterstützen. Mit Bezug auf die Turbinenhauptsteuerung 24 von 4 kann sie eine modellbasierte Steuereinheit, eine Vorrichtung oder das System 300t, eine PID-Steuereinheit, eine Vorrichtung oder das System 302t und einen Schalter 305t beinhalten, der zur Aktivierung der modellbasierten Steuereinheit 300t oder der PID-Steuereinheit 302t konfiguriert ist. Gleichermaßen, kann die Boilerhauptsteuerung 26 von 4 eine modellbasierte Steuereinheit, eine Vorrichtung oder das System 300b, eine PID-Steuereinheit, eine Vorrichtung oder das System 302b und einen Schalter 305b beinhalten, der zur Aktivierung der modellbasierten Steuereinheit 300b oder der PID-Steuereinheit 302b konfiguriert ist. Es versteht sich, dass die Schalter 305t und 305b keine mechanischen Schalter zu sein brauchen, aber jeweils ein programmierbarer Schalter, ein elektronisch aktivierter Schalter oder ein auf geeignete Weise aktivierter Schalter sein können.
  • In einer Ausführungsform sind beide modellbasierten Steuereinheiten 300t, 300b aktiviert, während die beiden PID-Steuereinheiten 302t, 302b deaktiviert sind. In einer Ausführungsform ist nur eine der modellbasierten Steuereinheiten 300t, 300b aktiviert, während die andere deaktiviert ist. In einem Beispiel kann ein erster Schalter (z.B. der Schalter 305t oder der Schalter 305b) seinen Anschluss von der PID-Steuerung zu der modellbasierten Steuerung übertragen; danach können die anderen Schalter der Reihe nach ihren jeweiligen Anschluss von der PID-Steuerung auf die modellbasierte Steuerung übertragen, um auf kontrollierbare Weise das energieerzeugende System von einem Betrieb unter den PID-Steuertechniken 302t, 302b auf die modellbasierten Steuertechniken 300t, 300b zu versetzen. In einigen Ausführungsformen basiert die Aktivierung und Deaktivierung der Schalter auf Benutzereingaben. In einigen Ausführungsformen wird die Aktivierung und Deaktivierung der Schalter automatisch ausgeführt.
  • Mit Bezug auf die in 4 veranschaulichten modellbasierten Steuereinheiten, Vorrichtungen oder Systeme 300t und 300b können die modellbasierten Steuereinheiten 300t und 300b ein jeweiliges Beispiel der DMC 100 beinhalten, die den jeweiligen Satz eines oder mehrerer Modelle 110 einsetzt. Zum Beispiel kann die modellbasierte der Turbinenhauptsteuerung 24 entsprechende Steuereinheit 300t ein erstes Beispiel der DMC 100 beinhalten, die einen ersten Signalsatz empfängt (z.B. über den Eingang 102a und einen oder mehrere der Eingänge 102b–102f) und die ferner einen ersten Satz einer oder mehrerer der jeweiligen Modelle 110 beinhaltet, der einem parametrischen Test der Turbine entspricht. In einer Ausführungsform kann die modellbasierte Steuereinheit 300b, die der Boilerhauptsteuerung 26 entspricht, ein zweites Beispiel der DMC 100 beinhalten, die einen zweiten Signalsatz beinhaltet (z.B. über den Eingang 102a und einen oder mehrere der Eingänge 102b–102f), und die ferner einen zweiten Satz eines oder mehrerer jeweiligen Modelle 110 beinhaltet, der einem parametrischen Test des Boilers entspricht. Üblicherweise können sich die ersten und zweiten Beispiele der DMC 100 unterscheiden und die ersten und die zweiten Sätze der Modelle und Signale können sich ebenfalls unterscheiden, wobei jedoch diese Unterschiede nicht erforderlich sind. Ferner sind die modellbasierte Steuereinheit 300t und die modellbasierte Steuereinheit 300b nicht jeweils auf eine Ausführungsform der DMC 100 beschränkt. Im Allgemeinen kann jede bekannte modellbasierte Steuerstrategie oder -einheit in der modellbasierten Steuereinheit 300t und/oder in der modellbasierten Steuereinheit 300b enthalten sein. In einer Ausführungsform kann sich die modellbasierte Steuerstrategie, die in der modellbasierten Steuereinheit 300t verwendet wird, von der in der modellbasierten Steuereinheit 300b unterscheiden.
  • Mit Bezug auf die PID-Steuereinheiten oder Wege 302t und 302b von 4 wird eine beispielhafte diesen entsprechende PID-Steueranordnung 310 in FIG. dargestellt. 5. In einer Ausführungsform können beide der in 5 veranschaulichten PID-Steuervorrichtungen, Einheiten, Wege oder Routinen 302t und 302b in der PID-Steueranordnung 310 aktiviert werden. In einer Ausführungsform wird nur eine der PID-Steuervorrichtungen, Einheiten, Wege oder Routinen 302t und 302b in der PID-Steueranordnung 310 aktiviert. Natürlich ist die in 5 dargestellte PID-Steueranordnung 310 nicht die einzige PID-Steueranordnung, die in Verbindung mit der Turbinenhauptsteuerung 24 und der Boilerhauptsteuerung 26 von 4 verwendet werden kann. Grundsätzlich kann jede geeignete PID-Steuerstrategie oder Einheit zur Steuerung der Turbinenhauptsteuerung 24, der Boilerhauptsteuerung 26 oder sowohl der Turbinenhauptsteuerung 24 als auch der Boilerhauptsteuerung 26 eingesetzt und dementsprechend von Schaltern 305t und 305b aktiviert werden.
  • In der in 5 veranschaulichten Ausführungsform kann das Werk 14 die PID-Steuerung für die Turbinenhauptsteuerung 24, die Boilerhauptsteuerung 26 oder sowohl die Turbinenhauptsteuerung 24 als auch die Boilerhauptsteuerung 26 (z.B. durch eine entsprechende Konfigurierung der Schalter 305t, 305b) aktivieren. Nach der Aktivierung der PID-Steuerung kann der LDC-Index, der von dem LDC 22 erzeugt wurde, auf zwei verschiedenen Steuerwegen 302t und 302b eingesetzt werden, wobei der erste Steuerweg 302t für die Erzeugung eines Steuersignals verantwortlich ist, das der Turbinenhauptsteuereinheit 24 von 4 zugeordnet ist, und der zweite Steuerweg 302b für die Erzeugung eines Boilerhauptsteuersignals verantwortlich ist, das der Boilerhauptsteuereinheit 26 von 4 zugeordnet ist. In einigen Ausführungsformen kann die PID-Steuerung sowohl in der Turbinenhauptsteuerung 24 als auch der Boilerhauptsteuerung 26 aktiviert werden. In einigen Ausführungsformen kann die PID-Steuerung entweder nur in der Turbinenhauptsteuerung 24 oder nur in der Boilerhauptsteuerung 26 aktiviert werden.
  • Wie in 5 in einer Ausführungsform dargestellt, kann der LDC-Index sowohl einer Vorwärtsschubsteuereinheit 50 und der Rückwärtsschubsteuereinheit 52 auf dem Turbinen-Steuerweg 302t geliefert werden, die in diesem Fall an einen Boiler-Folgemodus angeschlossen sind, obwohl der bekannte Turbinen-Folgemodus stattdessen zur Steuerung benutzt werden könnte. In diesem Fall kann die Rückwärtsschubsteuereinheit 52 als eine PID-Steuereinheit angezeigt werden, obwohl andere Steuereinheitenarten stattdessen eingesetzt werden können. Im Regelfall kann die Rückwärtsschubsteuereinheit 52 in einer Ausführungsform die tatsächlich zur Zeit erzeugte Last (z.B. in Megawatt oder als Prozentsatz der Kapazität) mit dem LDC-Index (ebenfalls in Megawatt oder Prozentsatz der Kapazität) zur Erzeugung eines Störungssignals (nicht dargestellt) vergleichen. Die PID-Steuereinheit 52 kann das Störungssignal zur Erzeugung eines ersten Turbinensteuersignals verwenden, das einem Signalkombinator zugeführt wird, der als Addierer 54 dargestellt ist. Die Vorwärtsschubsteuereinheit 50 kann auf dem LDC-Index betrieben werden und ein Vorwärtsschubsteuersignal erzeugen, das auch dem Addierer 54 zugeführt werden kann. In einer Ausführungsform können die Rückwärtsschubsteuersignale (von der PID-Steuereinheit 52) und das Vorwärtsschubsteuersignal (von der Steuereinheit 50) im Addierer 54 zusammengeführt werden, um das Turbinenhauptsteuersignal 56 zu erzeugen. In einem Beispiel kann der Addierer 54 so betrieben werden, dass er die Vorwärtsschub- und Rückwärtsschubsteuersignale zusammenfasst und das zusammengefasste Signal erforderlichenfalls skaliert, um ein entsprechendes Hauptsteuersignal für das Turbinensystem zu erzeugen. Das Hauptsteuersignal kann den Turbinenventilen 28, den Umgehungsventilen 30 und/oder zusätzlichen Einheiten in das Werk 12 zugeführt werden.
  • In einigen Ausführungsformen können der PID-Steuerweg 302t (nicht dargestellt), die Vorwärtsschubsteuereinheit 50 ausgelassen werden, sodass die Ausgabe der PID 52 gleich dem Turbinenhauptsteuersignal 56 ist.
  • Auf ähnliche Art und Weise kann der LDC-Index in einer Ausführungsform einer Vorwärtsschubsteuereinheit 60 zugeführt werden, die mit dem Boilersteuerweg 302b in Verbindung steht, während die Rückwärtsschubsteuereinheit 62 (als eine PID-Steuereinheit dargestellt) auf dem Weg 302b einen Drucksollwert sowie auch die Angabe des gemessenen Istwerts in dem Boiler empfängt. Die PID-Steuereinheit 62 kann beispielsweise den gemessenen Druckistwert in dem Boiler mit dem Drucksollwert vergleichen und ein Rückschubsteuersignal mit Hilfe einer beliebigen bekannten PID-Steuertechnik erzeugen. Das Rückschubsteuersignal kann einem Signalkombinator, wie in 5 als der Addierer 64 veranschaulicht, zugeführt werden. In einer Ausführungsform kann die Vorwärtsschubsteuereinheit 60 auch den LDC-Index zur Erzeugung eines Vorwärtsschubsteuersignals verwenden, das ebenfalls dem Addierer 64 zugeführt werden kann. Der Addierer 64 kann so betrieben werden, dass der das von dem PID-Steuereinheit 62 erzeugte Rückwärtsschubsteuersignal mit dem von der Steuereinheit 60 erzeugten Vorwärtsschubsteuersignal zusammenlegt, um ein Boilerhauptsteuersignal 66 zu schaffen. Natürlich kann der Addierer 64 in einigen Ausführungsformen eine Mittelung oder gewichtete Mittelung der beiden empfangenen Steuersignale sowie auch eine Skalierung oder sonstige weitere Kombinationsprozedur zur Erzeugung des Boilerhauptsteuersignals 66 ausführen. Das Hauptsteuersignal kann beispielsweise zur Einstellung des Brennstoff-, Luft-, und/oder Wassersdurchsatzes 32 zur Versorgung des Werks 12 bereitgestellt werden.
  • In einigen Ausführungsformen können der PID-Steuerweg 302b (nicht dargestellt), die Vorwärtsschubsteuereinheit 60 ausgelassen werden, sodass die Ausgabe von PID 62 gleich dem Turbinenhauptsteuersignal 66 ist.
  • 6 veranschaulicht die Ausführungsform des Verfahrens 350 zur Steuerung der erzeugten Last eines energieerzeugenden Systems. Das Verfahren 350 kann beispielsweise in dem in 1 und 4 veranschaulichten Stromnetz eingesetzt werden, wie beispielsweise in einer oder mehr der Werke 12, 14 oder 16, und das Verfahren 350 kann in Verbindung mit der dynamischen Matrixsteuereinheit 100 von 2, der PID-Steueranordnung 302t von 5, und/oder der PID-Steueranordnung 302b von 5 eingesetzt werden. Für veranschaulichende jedoch nicht beschränkende Zwecke wird die Verfahrensweise 350 mit Bezug auf 1–5 beschrieben.
  • In einer Ausführungsform kann das Verfahren 350 zur Steuerung einer Last eines energieerzeugenden Systems Einleiten einer Beendigung oder das Abschalten der PID-Steuerung 352 von einer Zieleinheit oder Vorrichtung beinhalten. Zum Beispiel kann die Zielvorrichtung eine Turbine in dem energieerzeugenden System sein. Als solche kann die Beendigung der von der Turbinenhauptsteuerung 24 eingesetzte PID-Steuerung 352 ausgelöst werden (z.B. durch Ausschalten des Schalters 305t von der PID-Steuervorrichtung oder Routine 302t). In einem anderen Beispiel kann die Zielvorrichtung ein Boiler in dem energieerzeugenden System sein; daher kann die Beendigung der von der Boilerhauptsteuerung 26 verwendeten PID-Steuerung eingeleitet werden 352 (z.B. durch Ausschalten des Schalters 305b der PID-Steuervorrichtung oder Routine 302b). Natürlich können andere in dem lasterzeugenden System enthaltene Zielvorrichtungen, die keine Turbine oder kein Boiler sind, betrieben werden (Block 352). Die Beendigung der PID-Steuerung kann von 352 zum Beispiel als das Ergebnis eines manuellen Befehls eingeleitet werden oder die Beendigung der PID-Steuerung kann automatisch 352 eingeleitet werden.
  • An einem Block 355 kann die modellbasierte Steuerung der Zieleinheit oder -vorrichtung eingeleitet werden. Wenn die Zieleinheit zum Beispiel eine Turbine ist, kann die Turbinenhauptsteuerung 24 unter Verwendung der modellbasierten Steuerung 355 starten (z.B. durch Verbinden des Schalters 305t mit der modellbasierten Steuervorrichtung oder -routine 300t), und wenn die Zieleinheit ein Boiler ist, kann die Boilerhauptsteuerung 26 unter Verwendung der modellbasierten Steuerung 355 starten (z.B. durch Verbinden des Schalters 305b mit der modellbasierten Steuervorrichtung oder -routine 300b). Natürlich können andere in dem lasterzeugenden System enthaltene Zielvorrichtungen, die keine Turbine oder kein Boiler sind, betrieben werden (Block 355). In einer Ausführungsform kann die modellbasierte Steuerung 355 eine dynamische Matrixsteuerung beinhalten, sodass ein Beispiel eines DMC, wie beispielsweise der DMC 100, zur Ausführung der modellbasierten Steuerung verwendet wird, die für die Zieleinheit oder -vorrichtung eingeleitet wird.
  • In einer Ausführungsform kann das Verfahren 350 zur Steuerung einer Last eines energieerzeugenden Systems Einleiten der Beendigung oder das Stoppen der PID-Steuerung 358 von einer zweiten Zieleinheit oder -vorrichtung beinhalten. Wenn zum Beispiel die erste Zielvorrichtung, für die die PID-Steuerung eingeleitet wurde, um am Block 352 beendet zu werden, eine Turbine ist, kann die zweite Zielvorrichtung dann ein Boiler sein und die PID-Steuerung bei der Boilerhauptsteuerung 26 kann eingeleitet werden, um beendet zu werden 358. Wenn zum Beispiel die erste Zielvorrichtung, für die die PID-Steuerung eingeleitet wurde, um am Block 352 beendet zu werden, ein Boiler ist, kann die zweite Zielvorrichtung dann eine Turbine sein und die PID-Steuerung bei der Turbinenhauptsteuerung 24 kann eingeleitet werden, um beendet zu werden 358. Natürlich können andere in dem lasterzeugenden System enthaltene zweite Zielvorrichtungen, die keine Turbine oder kein Boiler sind, betrieben werden (Block 358). Die Beendigung der PID-Steuerung kann eingeleitet werden 358 zum Beispiel als ein Ergebnis eines manuellen Befehls oder die Beendigung der PID-Steuerung kann automatisch 358 eingeleitet werden.
  • An einem Block 360 kann die modellbasierte Steuerung der zweiten Zieleinheit oder -vorrichtung ausgelöst werden. Wenn die zweite Zieleinheit zum Beispiel eine Turbine ist, kann die Turbinenhauptsteuerung 24 unter Verwendung der modellbasierten Steuerung starten, und wenn die zweite Zieleinheit ein Boiler ist, kann die Boilerhauptsteuerung 26 unter Verwendung der modellbasierten Steuerung starten. Natürlich können andere in dem lasterzeugenden System enthaltene Zielvorrichtungen, die keine Turbine oder kein Boiler sind, betrieben werden (Block 360). In einer Ausführungsform kann die modellbasierte Steuerung 352 eine dynamische Matrixsteuerung beinhalten, sodass ein Beispiel eines DMC, wie beispielsweise das DMC 100, zur Ausführung der modellbasierten Steuerung verwendet wird.
  • In einer Ausführungsform können die ersten und zweiten Zieleinheiten der Reihe nach zur Verwendung der modellbasierten Steuerung aktiviert werden (z.B. findet Block 355 vor Block 360 statt). Die folgegebundene Aktivierung kann auf Benutzereingaben basiert sein, die folgegebundene Aktivierung kann automatisch ausgeführt werden oder die folgegebundene Aktivierung kann auf der Basis einer Kombination von manuellen und automatischen Anweisungen ausgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform kann das energieerzeugende System zur PID-Steuerung beispielsweise für Testzwecke oder in anderen Situationen umgeschaltet werden. Die Zieleinheit kann von einer modellbasierten Steuerung zu einer PID-Steuerung mittels eines entsprechenden Schalters umgeschaltet werden. So kann zum Beispiel der Schalter 305t vom Aktivieren der modellbasierten Steuerung 300t auf das Aktivieren der PID-Steuerung 302t oder der Schalter 305b kann vom Aktivieren der modellbasierten Steuerung 300b auf Aktivieren der PID-Steuerung 302b umgeschaltet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine erste Zieleinheit (z.B. die Turbine oder der Boiler) von einer modellbasierten Steuerung auf eine PID-Steuerung umgeschaltet werden, bevor eine zweite Ziel-einheit von einer modellbasierten Steuerung auf eine PID-Steuerung umgeschaltet wird. Das Umschalten kann auf Benutzereingaben basiert sein, das Umschalten kann automatisch ausgeführt werden oder das Umschalten kann auf der Basis einer Kombination von manuellen oder automatischen Anweisungen ausgeführt werden.
  • Unter gleichzeitigem Verweis auf 4 kann in einer veranschaulichenden, jedoch nicht beschränkenden Ausführungsform das energieerzeugende System eine Turbine, die von einer Turbinenhauptsteuerung 24 gesteuert wird und einen Boiler, der von einer Boilerhauptsteuerung 26 gesteuert wird, beinhalten, wobei beide zwischen der PID-Steuerung 302t, 302b und der modellbasierten Steuerung 300t, 300b umgeschaltet werden können. In einem Anfangszustand können die Turbinenhauptsteuerung 24 und die Boilerhauptsteuerung 26 die PID-Steuerung 302t, 302b zum Steuern der Last einsetzen, die von dem energieerzeugenden System erzeugt wird. Zum Beispiel können die Schalter 305t und 305b von 4 konfiguriert werden, dass sie die PID-Steuerung 302t, 302b aktivieren, sodass die Turbinenhauptsteuerung 24 und die Boilerhauptsteuerung 26 unter Verwendung einer PID-Steueranordnung, wie beispielsweise der in 5 veranschaulichten Anordnung 310, gesteuert werden können.
  • Die Beendigung der PID-Steuerung einer ersten Zielvorrichtung (z.B. in diesem veranschaulichenden Beispiel entweder die Turbine oder der Boiler) kann eingeleitet werden (Block 352) und die modellbasierte Steuerung kann beispielsweise durch Konfigurieren eines entsprechenden Schalters 305t oder 305b zum Aktivieren der jeweiligen modellbasierten Steuerung 300t oder 300b gestartet oder aktiviert werden (Block 358). Dementsprechend kann sich der Druck in dem energieerzeugenden System nach einer Aktivierung der modellbasierten Steuerung 300t oder 300b der ersten Zielvorrichtung ändern. Zum Erhalt oder zur Beibehaltung einer gewünschten Last, wie in dem von LDC 22 erstellten Lastanforderungsindex aufgeführt, kann jedoch die zweite Zielvorrichtung in einer modellbasierten Art und Weise gesteuert werden (Blöcke 358, 360) und zwar auf der Basis der modellbasierten Steuerung 300t oder 300b der ersten Zielvorrichtung.
  • Wenn zum Beispiel die erste Zielvorrichtung oder -einheit die Turbine ist, können die entsprechenden Turbinen- und/oder Umgehungsventile 28, 30 auf modellbasierter Weise 300t gesteuert werden, um auf der Basis des Lastanforderungsindexes 102a weiter offen oder weiter geschlossen zu sein. Infolgedessen kann sich der Drosseldruck in dem System ändern. Wenn die Turbinenventile beispielsweise so gesteuert werden, dass sie weiter geschlossen sind, kann der Druck bei dem Boiler oder der dem Boiler entsprechende Druck steigen, und wenn Turbinenventile gesteuert werden, dass sie weiter offen sind, kann der Druck bei dem Boiler oder der dem Boiler entsprechende Druck sinken. Wenn der Boiler ferner unter der PID-Steuerung 302b betrieben wird, kann jedoch die Reaktion auf den geänderten Druck im Vergleich zu der schneller reagierenden modellbasierten Steuerung 300t der Turbine ausgesprochen träge sein. Dementsprechend kann die PID-Steuerung 302t des Boilers beendet oder deren Beendigung eingeleitet werden (Block 358), und die modellbasierte Steuerung 300b kann für den Boiler eingeleitet werden (Block 360). Als Reaktion auf den geänderten Druck kann die modellbasierte Steuerung 300b des Boilers 26, die bei Block 360 eingeleitet wurde, auf effizientere und schnellere Weise den Boiler steuern, indem ein Ventilator 34, eine Mühle 36, eine Pumpe 38, ein Ventil 40 und/oder eine Brennstoff-, Luft oder Wassermenge 32, die dem Boiler zugeführt werden, um die gewünschte Last zu erzeugen, gesteuert werden.
  • In einem zweiten Beispiel kann die dem Boiler zugeführte Brennstoffmenge 32 auf einer modellbasierten Art und Weise 300b gesteuert werden, um sich auf der Basis des Lastanforderungsindexes 102a zu ändern, wenn die erste Zielvorrichtung oder -einheit der Boiler ist. Infolgedessen kann sich der Druck in dem System ändern. Wenn zum Beispiel dem Boiler zusätzlicher Brennstoff zugeführt wird, könnte der Druck bei der Turbine oder der der Turbine entsprechende Druck steigen, und falls die dem Boiler zugeführte Brennstoffmenge verringert wird, könnte der Druck bei der Turbine oder der der Turbine entsprechende Druck sinken. Wenn die Turbine jedoch ferner unter der PID-Steuerung 302t betrieben wird, kann jedoch die Reaktion auf den geänderten Druck im Vergleich zu der schneller reagierenden modellbasierten Steuerung 300b des Boilers ausgesprochen träge sein. Als solche kann die PID-Steuerung 302t der Turbine beendet oder deren Beendigung eingeleitet werden (Block 358), und die modellbasierte Steuerung 300t kann für die Turbine eingeleitet werden (Block 360). Als Reaktion auf den geänderten Druck kann die modellbasierte Steuerung 300t der Turbine, die bei Block 360 eingeleitet wurde, auf effizientere und schnellere Weise die Turbine steuern, indem ein oder mehrere Turbinenventile 28 und/oder ein oder mehrere Umgehungsventile 30 gesteuert werden, um die gewünschte Last zu erzeugen.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens 350 können die Blöcke 358 und 360 optional sein. Das Verfahren 350 kann beispielsweise Umschalten nur eines ersten Abschnitts des last- oder energieerzeugenden Systems von PID-Steuerung auf modellbasierte Steuerung beinhalten (z.B. Blöcke 352, 355) und nicht eines zweiten Abschnitts (z.B. Blöcke 358, 36). Üblicherweise, aber nicht notwendigerweise können Ausführungsformen des Verfahrens 350, die die Blöcke 358 und 360 auslassen, stattfinden, wenn die zweite Zielvorrichtung oder -einheit zwischen PID-Steuerung und modellbasierter Steuerung (zum Beispiel unterstützt eine Zielvorrichtung PID-Steuerung überhaupt nicht) oder während einer Testsituation nicht umschaltbar ist.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens 350 können die Blöcke 352 und 360 optional sein. Zum Beispiel können einige last- oder energieerzeugende Systeme, wie beispielsweise neuere Systeme, PID-Steuerung nicht für verschiedene Einheiten, Vorrichtungen oder Abschnitte einsetzen; stattdessen können sie nur eine modellbasierte Steuerung für die verschiedenen Einheiten, Vorrichtungen oder Abschnitte einsetzen. In diesen Systemen kann eine erste Einheit, Vorrichtung oder ein erster Abschnitt unter Verwendung einer ersten modellbasierten Steuerung (Block 355) gesteuert werden, und eine zweite Einheit, Vorrichtung oder ein zweiter Abschnitt kann unter Verwendung einer zweiten modellbasierten Steuerung (Block 360) gesteuert werden, die auf der ersten modellbasierten Steuerung basiert. So kann zum Beispiel eine Turbinenhauptsteuerung 24 eine erste modellbasierte Steuerung 300t und die Boilerhauptsteuerung 26 eine zweite modellbasierte Steuerung 300b beinhalten, deren jeweiliges Modell bzw. jeweiligen Modelle 110 zumindest teilweise auf einer ersten modellbasierten Steuerung 300t basiert sind. In einem anderen Beispiel kann eine Boilerhauptsteuerung 26 eine erste modellbasierte Steuerung 300b und die Turbinenhauptsteuerung 24 eine zweite modellbasierte Steuerung 300t beinhalten, deren jeweiliges Modell bzw. jeweiligen Modelle 110 zumindest teilweise auf einer ersten modellbasierten Steuerung 300b basiert sind. In einer Ausführungsform können das eine oder die mehreren Modelle 110, die von der zweiten modellbasierten Steuerung verwendet werden, auf der Basis eines parametrischen Tests des Systems erzeugt werden, während die erste modellbasierte Steuerung in Betrieb ist.
  • 7 veranschaulicht die Ausführungsform eines Verfahrens 380 zum Steuern einer Last eines energieerzeugenden Systems. Das Verfahren 380 kann beispielsweise in dem in 1 und 4 veranschaulichten Stromnetz, wie beispielsweise in einer oder mehreren der werke 12, 14 oder 16 umgesetzt werden. Das Verfahren 380 kann in Verbindung mit der dynamischen Matrixsteuereinheit 100 von 2 und/oder der PID-Steueranordnung 302t von 5 eingesetzt werden. Das Verfahren 380 kann in Verbindung mit der dynamischen Matrixsteuereinheit 350 von 6 eingesetzt werden. Zum Beispiel kann das Verfahren 380 in Verbindung mit dem Block 355 und/oder dem Block 360 des Verfahrens 350 eingesetzt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 380 in Verbindung mit einem Verfahren zum Steuern einer von einem System erzeugten Last verwendet werden, die nicht das Verfahren 350 ist oder das Verfahren 380 kann ein eigenständiges Verfahren sein. Für veranschaulichende jedoch nicht beschränkende Zwecke wird das Verfahren 380 mit Bezug auf 1–5 beschrieben.
  • Das Verfahren 380 kann Empfangen (Block 382) eines Signals, das eine Lastanforderung an einem Eingang einer dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, beinhalten. Zum Beispiel kann ein Signal, das von der Lastanforderungssteuereinheit 22 erzeugt wurde, am Eingang 102a des DMC 100 empfangen werden 382. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere zusätzliche Signale bei einem oder mehreren anderen Eingängen der dynamischen Matrixsteuereinheit, wie beispielsweise ein Signal, das einen aktuellen Wert einer Prozessvariable 102b anzeigt, ein Signal, das einen Sollwert 102c der Prozessvariable anzeigt, ein Signal, das einen aktuellen Wert einer manipulierten Variable 102d anzeigt, ein Signal, das einen aktuellen Wert einer Störungsvariable 102e anzeigt und/oder ein anderes Signal 102f empfangen werden.
  • Die dynamische Matrixsteuereinheit kann einen Wert eines Steuersignals basierend auf dem Wert des Lastanforderungssignals ermitteln (Block 385). In einer Ausführungsform kann die dynamische Matrixsteuereinheit den Wert des Steuersignals unter Verwendung einer dynamischen Matrixsteuerroutine 105 und/oder unter Verwendung eines oder mehrerer geeigneter Modelle 110, in einer solchen Weise ermitteln, wie zuvor ausgeführt wurde. In Ausführungsformen des Verfahrens 380, bei denen ein oder mehrere zusätzliche Signale zusätzlich zum Lastanforderungssignal empfangen werden, kann die dynamische Matrixsteuereinheit den Wert des Steuersignals ferner basierend auf dem einen oder der mehreren zusätzlichen Signale ermitteln.
  • Am Block 388 kann die dynamische Matrixsteuereinheit ein Steuersignal erzeugen. Zum Beispiel kann die dynamische Matrixsteuereinheit 100 das Steuersignal 108 erzeugen.
  • Am Block 390 kann die dynamische Matrixsteuereinheit die Last, die vom energie- oder lasterzeugenden System erzeugt wird, auf der Basis des Steuersignals steuern. Zum Beispiel kann das Steuersignal 108 bereitgestellt werden, um ein oder mehrere Ventile 28, 30 oder 40, eine Menge an Brennstoff, Luft und/oder Wasser, die an einen Boiler 32 geliefert wird, ein oder mehrere Ventilatoren 34, eine oder mehrere Mühlen 36, eine oder mehrere Pumpen 38 und/oder eine oder mehrere andere gesteuerte Einheiten oder Vorrichtungen, die im energie- oder lasterzeugenden System enthalten sind und die die erzeugte Last beeinflussen, zu steuern.
  • Eine Ausführungsform des Verfahrens 380 kann von einem energie- oder lasterzeugenden System genutzt werden, das wenigstens zwei dynamische Matrixsteuereinheiten beinhaltet, wobei eine der wenigstens zwei dynamischen Matrixsteuereinheiten konfiguriert ist, eine erste Einheit, Vorrichtung oder einen ersten Abschnitt des energie- oder lasterzeugenden Systems zu steuern, und eine andere der wenigstens zwei dynamischen Matrixsteuereinheiten konfiguriert ist, eine zweite Einheit, Vorrichtung oder einen zweiten Abschnitt des energie- oder lasterzeugenden Systems zu steuern. Zum Beispiel kann eine erste dynamische Matrixsteuereinheit eine Turbine steuern und eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit einen Boiler steuern.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein erstes Beispiel des Verfahrens 380 mit Bezug auf die erste dynamische Matrixsteuereinheit ausgeführt werden, und ein zweites Beispiel des Verfahrens 380 kann mit Bezug auf die zweite dynamische Matrixsteuereinheit ausgeführt werden. Insbesondere kann die erste dynamische Matrixsteuereinheit ein Signal empfangen, das eine erste Prozessvariable entsprechend dem ersten Abschnitt des energie- oder lasterzeugenden Systems (Block 382) anzeigt. Die erste dynamische Matrixsteuereinheit kann einen Wert eines ersten Steuersignals basierend auf einem Signal, das die Lastanforderung anzeigt, dem Signal, das eine erste Prozessvariable anzeigt, und sonstigen zusätzlich empfangenen Signalen (z.B. Sollwert der Prozessvariable, Wert einer aktuellen manipulierten Variable, aktueller Wert einer Störungsvariable usw.) ermitteln (Block 385), und die erste dynamische Matrixsteuereinheit kann das erste Steuersignal erzeugen (Block 388).
  • Eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit kann das Signal, das die Lastanforderung anzeigt, und ein Signal, das die erste Prozessvariable oder eine zweite Prozessvariable entsprechend dem zweiten Abschnitt des energie- oder lasterzeugenden Systems (Block 382) anzeigt, empfangen. Die zweite dynamische Matrixsteuereinheit kann einen Wert eines zweiten Steuersignals basierend auf einem Signal, das die Lastanforderung anzeigt, das Signal, das die erste Prozessvariable oder die zweite Prozessvariable anzeigt und sonstigen zusätzlich empfangenen Signalen anzeigt (z.B. Sollwert der Prozessvariable, Wert einer aktuellen manipulierten Variable, aktueller Wert einer Störungsvariable usw.) ermitteln (Block 385). Die zweite dynamische Matrixsteuereinheit kann ein zweites Steuersignal erzeugen (Block 388). Das zweite Steuersignal kann dem energie- oder lasterzeugenden System (Block 390) bereitgestellt werden, um die Last, die von dem System in Verbindung mit dem ersten Steuersignal, das von der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit (Block 385) erzeugt wurde, zu steuern.
  • 8 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Erzeugen eines Modells zur Verwendung in einer modellbasierenden Steuerung eines energieerzeugenden Systems. Das Verfahren 400 kann beispielsweise in Verbindung mit dem Stromnetz, das in 1 und 4 veranschaulicht ist, wie beispielsweise in einem oder mehreren der Kraftwerke 12, 14 oder 16 ausgeführt werden. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit der dynamischen Matrixsteuereinheit 100 von 2 ausgeführt werden. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 400 verwendet werden, um das eine oder die mehreren Modelle 110 von 2 oder das Beispielsmodell 202, das in 3 veranschaulicht wird, zu erzeugen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 in Verbindung mit dem Verfahren 350 und/oder mit dem Verfahren 380 von 7 verwendet werden. Beispielsweise kann das Verfahren 400 dem Verfahren 350 vor- oder nachgeschaltet werden, und das Verfahren 400 kann dem Verfahren 380 vor- oder nachgeschaltet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 380 in Verbindung mit einem Verfahren zum Steuern einer Last, die durch ein System erzeugt wurde, das nicht Verfahren 350 und 380 ist, verwendet werden. Zur Veranschaulichung und nicht beschränkend, wird jedoch das Verfahren 380 mit Bezug auf 1–5 beschrieben.
  • Am Block 402 können parametrische Testdaten erhalten oder empfangen werden. Die parametrischen Testdaten können unter Verwendung von Techniken erzeugt oder erhalten werden, wie beispielsweise zuvor mit Bezug auf 3 beschrieben, und die parametrischen Daten können in einer Datenspeichervorrichtung, wie beispielsweise im Speicher 112, in einem anderen lokalen Datenspeicherbereich oder in einer entfernten Speichervorrichtung (nicht gezeigt) gespeichert werden. In einer Ausführungsform können die parametrische Testdaten von der Datenspeichervorrichtung abgerufen oder empfangen werden.
  • Basierend auf den erhaltenen parametrischen Testdaten können am Block 405 ein oder mehrere Modelle ermittelt, konfiguriert, und/oder erzeugt werden. In einer Ausführungsform kann ein anderes Modell für verschiedene Bereiche von anfänglichen stationären Lastzuständen für verschiedene Ausmaße oder Arten von Systemänderungen oder für unterschiedliche Prozessreaktionen ermittelt werden.
  • Am Block 408 können das eine oder die mehreren ermittelten oder erzeugten Modelle gespeichert werden, sodass die dynamische Matrixsteuereinheit 100 und/oder die dynamische Matrixsteuerroutine 105 auf das Modell bzw. die Modelle lokal oder durch Fernzugriff zugreifen können. In einer Ausführungsform können das eine oder die mehreren Modelle im Speicher 112 gespeichert werden. In einer Ausführungsform kann ein erster Teil des einen oder der mehreren Modelle lokal gespeichert werden (z.B. wie das Modell 110) und ein zweiter Abschnitt des einen oder der mehreren Modelle kann entfernt in einer vernetzten Datenspeichervorrichtung gespeichert werden (nicht gezeigt).
  • Das Verfahren 400 kann die optionalen Blöcke 410–415 beinhalten. Am Block 410 kann bzw. können das gespeicherte Modell bzw. die gespeicherten Modelle modifiziert, aktualisiert oder ersetzt werden. Beispielsweise kann wenigstens ein Teil des einen oder der mehreren der gespeicherten Modellen modifiziert oder in Echtzeit aktualisiert werden, oder eines oder mehrere der Modelle können basierend auf in Echtzeit erhaltenen Daten automatisch modifiziert werden. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere der gespeicherten Modelle ersetzt oder zumindest teilweise in bestimmten Zeitabständen aktualisiert werden. In anderen Beispielen können ein oder mehrere der gespeicherten Modelle ersetzt oder zumindest teilweise basierend auf zusätzlichen Daten aktualisiert werden, wenn ein Schwellenwert erreicht wird, oder wenn eine Benutzeranfrage zum Ersetzen oder Aktualisieren des Modells bzw. der Modelle empfangen wird. Das modifizierte Modell bzw. die modifizierten Modelle können gespeichert werden, sodass die dynamische Matrixsteuereinheit 100 und/oder die dynamische Matrixsteuerroutine 105 auf das modifizierte Modell bzw. die modifizierten Modelle lokal oder durch Fernzugriff zugreifen können.
  • Am Block 415 kann auf der Basis des einen oder der mehreren modifizierten Modelle ein nachfolgendes, aktualisiertes Steuersignal erzeugt werden. Zum Beispiel kann die dynamische Matrixsteuereinheit 100 ein nachfolgendes, aktualisiertes Steuersignal 108 basierend auf dem modifizierten Modell bzw. den modifizierten Modellen und dem Lastanforderungsindex 102a erzeugen, um die Last, die von dem energieerzeugenden System erzeugt wird, zu steuern.
  • Während die vorstehende Beschreibung der dynamischen Matrixsteuerung einer Last im Zusammenhang mit der Steuerung eines energieerzeugenden Werks, insbesondere eines boiler- und turbinenbetriebenen energieerzeugenden Werks beschrieben wurde, können diese modellbasierten Steuerverfahren in anderen Prozesssteuersystemen, wie beispielsweise in industriellen Prozesssteuersystemen zur Steuerung von industriellen oder Herstellungsverfahren, eingesetzt werden. Insbesondere kann dieses Steuerverfahren in jedem Prozesswerk oder Steuersystem, das zahlreiche Sollwertänderungen empfängt und welches langsam reagierende Geräte steuert, eingesetzt werden. Zum Beispiel können modellbasierte Steuertechniken zur Ammoniaksteuerung für NOx-(Stickoxid und Stickstoffdioxid)-Reduktion, Trommelniveauregelung, Ofendruckkontrolle und/oder zur Rauchgasentschwefelung eingesetzt werden, um nur einige zu nennen.
  • Obwohl der vorstehende Text eine ausführliche Beschreibung zahlreicher unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung enthält, versteht es sich außerdem, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die Angaben der am Ende dieses Patentes enthaltenen Patentansprüche und ihrer Äquivalente definiert werden kann. Die ausführliche Beschreibung soll lediglich beispielhaft ausgelegt werden und beschreibt nicht jede mögliche Ausführungsform der Erfindung, weil die Beschreibung aller möglichen Ausführungsformen unpraktisch, wenn nicht unmöglich wäre. Zahlreiche alternative Ausführungsformen können unter Verwendung von entweder aktueller Technologie oder von Technologie, die nach dem Anmeldedatum dieser Patentanmeldung entwickelt wird, jedoch noch innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche dieser Erfindung liegen würde, implementiert werden.
  • Beispielhaft und nicht beschränkend, sieht die Offenbarung hier zumindest die folgenden Aspekte vor:
    Das Verfahren zur Steuerung einer von einem energieerzeugenden System erzeugten Last, das Folgendes beinhaltet: Empfangen eines Signals, das eine Lastanforderung am Eingang einer dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt; Ermitteln durch die dynamische Matrixsteuereinheit eines Werts eines Steuersignals basierend auf dem die Lastanforderung anzeigenden Signal und eines Modells, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist; Erzeugen des Steuersignals durch die dynamische Matrixsteuereinheit; und Steuern der durch das energieerzeugende System erzeugten Last basierend auf dem Kontrollsignal.
  • Das Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt, das ferner Empfangen eines Signals beinhaltet, das einen Sollwert einer im energieerzeugenden System benutzten Prozessvariable anzeigt, sowie ein Signal, das einen aktuellen Wert der Prozessvariable an zusätzlichen Eingängen der dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, und
    wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals ferner auf dem Signal basiert, das den Sollwert der Prozessvariable anzeigt, und dem Signal, das den aktuellen Wert der Prozessvariable anzeigt.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Prozessvariable eine erste Prozessvariable ist, die einem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit ist, das Modell ein erstes Modell ist, und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist, und
    das Verfahren ferner Folgendes beinhaltet: Empfangen des Signals, das die Lastanforderung anzeigt, ein Signal, das einen Sollwert einer zweiten Prozessvariable anzeigt, die einem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, und eines Signals, das einen aktuellen Wert der zweiten Prozessvariable an Eingängen einer zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt;
    Ermitteln durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines Werts eines zweiten Steuersignals basierend auf dem die Lastanforderung anzeigenden Signal, dem den Sollwert der zweiten Prozessvariable anzeigenden Signal, dem den aktuellen Wert der zweiten Prozessvariable anzeigenden Signal und einem zweiten Modell, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist;
    Erzeugen durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines zweiten Steuersignals, und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und dem zweiten Steuersignal.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der erste Teil des energieerzeugenden Systems einem von einer Turbine oder einem Boiler entspricht, und wobei der zweite Teil des energieerzeugenden Systems dem anderen von der Turbine oder dem Boiler entspricht.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei eine von der ersten Prozessvariable oder der zweiten Prozessvariable dem Drosseldruck innerhalb des energieerzeugenden Systems entspricht, und die andere von der ersten Prozessvariable oder der zweiten Prozessvariable einer Brennstoffmenge entspricht, die dem energieerzeugenden System zugeliefert wird.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals ferner auf einem zusätzlichen Signal basiert, das einen aktuellen Wert einer Störungsvariable anzeigt und das am jeweiligen Eingang der dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals basierend auf dem zusätzlichen Signal, das den aktuellen Wert der Störungsvariable anzeigt, Ermitteln des Werts des Kontrollsignals beinhaltet, das auf einem Signal basiert, das wenigstens einen der folgenden Faktoren anzeigt: eine Rußmenge, eine Dampftemperatur oder einen Neigungsgrad des Brenners.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner beinhaltend Ermitteln wenigstens eines Teils einer Konfiguration des Modells basierend auf parametrischem Testen von wenigstens einem Teil des energieerzeugenden Systems; und Speichern des Modells in dem Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner beinhaltend Modifizieren des Modells, Speichern des modifizierten Modells im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines nachfolgenden Steuersignals basierend auf dem modifizierten Modell und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem nachfolgenden Steuersignal.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals basierend auf dem im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell Ermitteln des Werts des Steuersignals beinhaltet, das auf einem Modell basiert, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist und das eine Beziehung zwischen einer Prozessvariable, einer manipulierten Variable und der Lastanforderung definiert.
  • Das Verfahren zum Steuern einer Last eines energieerzeugenden Systems, das die vorhergehenden Aspekte beinhaltet, und Folgendes beinhaltet:
    Erzeugen durch die erste dynamische Matrixsteuereinheit eines ersten Steuersignals basierend auf einer Lastanforderung und einem ersten im Speicher der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell;
    Erzeugen durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines zweiten Steuersignals, basierend auf einer Lastanforderung und einem zweiten im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell, und
    Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und auf dem zweiten Steuersignal.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und auf dem zweiten Steuersignal Folgendes beinhaltet: Steuern eines Drosseldrucks innerhalb des energieerzeugenden Systems oder einer Brennstoffmenge, die dem energieerzeugenden System basierend auf dem ersten Steuersignal zugeliefert wird, und
    Steuern des anderen von dem Drosseldruck innerhalb des energieerzeugenden Systems oder der Brennstoffmenge, die dem energieerzeugenden System basierend auf dem zweiten Steuersignal zugeliefert wird.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Erzeugen des ersten Steuersignals ferner auf einer ersten Variable basiert, die einem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht; und Erzeugen des zweiten Steuersignals ferner auf einer zweiten Variable basiert, die einem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variable, die dem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variable beinhaltet, die einem von einer Turbine oder einem Boiler des energieerzeugenden Systems entspricht, und
    Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf der zweiten Variable, die dem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf der zweiten Variable beinhaltet, die dem anderen von der Turbine oder dem Boiler des energieerzeugenden Systems entspricht.
  • Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner beinhaltend Einleiten einer Beendigung einer PID(Proportionalen-Integralen-Derivativen)-Steuerroutine innerhalb des energieerzeugenden Systems, wobei die PID-Steuerroutine auf der ersten Variable basiert; und wobei Erzeugen durch die erste dynamische Matrixsteuereinheit des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variable stattfindet, nachdem die Beendigung der PID-Steuerroutine basierend auf der ersten Variable eingeleitet wurde.
  • Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner beinhaltend: Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert der ersten Variable anzeigt, und eines Signals, das einen gewünschten Wert der ersten Variable bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, und Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert der zweiten Variable anzeigt, und eines Signals, das einen gewünschten Wert der zweiten Variable bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, und
    wobei Erzeugen des ersten zusätzlich auf der ersten Variable basierten Steuersignals Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf dem Signal beinhaltet, das den aktuellen Wert der ersten Variable anzeigt sowie dem Signal, das den gewünschten Wert der ersten Variable in Verbindung mit der Lastanforderung und dem ersten Modell anzeigt, und
    Erzeugen des zweiten zusätzlich auf der zweiten Variable basierten Steuersignals Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf dem Signal beinhaltet, das den aktuellen Wert der zweiten Variable anzeigt sowie auf dem Signal, das den gewünschten Wert der zweiten Variable in Verbindung mit der Lastanforderung und dem zweiten Modell anzeigt.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die erste Variable eine erste Prozessvariable ist, die zweite Variable eine zweite Prozessvariable ist und wenigstens eine der folgenden Aussagen gilt:
    Erzeugen des ersten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer ersten Störungsvariable anzeigt, die bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird;
    Erzeugen des ersten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer ersten manipulierten Variable anzeigt, die bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird;
    Erzeugen des zweiten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer zweiten Störungsvariable anzeigt, die bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird; oder
    Erzeugen des zweiten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer zweiten manipulierten Variable anzeigt, die bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner wenigstens eines der Folgenden umfassend:
    Modifizieren des ersten Modells, Speichern des modifizierten ersten Modells im Speicher der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines aktualisierten ersten Steuersignals basierend auf dem modifizierten ersten Modell und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem aktualisierten ersten Steuersignal, oder
    Modifizieren des zweiten Modells, Speichern des modifizierten zweiten Modells im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines aktualisierten zweiten Steuersignals basierend auf dem modifizierten zweiten Modell und Steuerung der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem aktualisierten zweiten Steuersignal.
  • Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner wenigstens eines der Folgenden beinhaltet:
    Erhalten erster parametrischer Daten entsprechend dem energieerzeugenden System und Erzeugen des ersten Modells basierend auf den ersten parametrischen Daten; oder
    Erhalten zweiter parametrischer Daten entsprechend dem energieerzeugenden System und Erzeugen des zweiten Modells basierend auf wenigstens einem von den ersten parametrischen Daten oder den zweiten parametrischen Daten.
  • Ein energieerzeugendes System, beinhaltend eine dynamische Matrixsteuereinheit mit einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das eine Lastanforderung für das energieerzeugende System anzeigt, einen Speicher, der ein Modell speichert, eine dynamische Matrixsteuerroutine, die konfiguriert ist, einen Wert eines Steuersignals basierend auf dem Modell und einem Wert der Lastanforderung zu ermitteln, und einen Ausgang zur Bereitstellung des Steuersignals, um eine von dem energieerzeugenden System erzeugte Last zu steuern.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Eingang ein erster Eingang ist die dynamische Matrixsteuereinheit ferner über einen zweiten Eingang verfügt, um ein Signal zu empfangen, das einen aktuellen Wert einer Prozessvariable anzeigt, die im energieerzeugenden System benutzt wird, sowie einen dritten Eingang, um einen gewünschten Wert der Prozessvariable zu empfangen; und die dynamische Matrixsteuerroutine konfiguriert ist, den Wert des Steuersignals basierend auf dem Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der Prozessvariable und dem gewünschten Wert der Prozessvariable zu ermitteln.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die dynamische Matrixsteuerroutine konfiguriert ist, den Wert des Steuersignals basierend auf dem Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der Prozessvariable, dem gewünschten Wert der Prozessvariable und dem aktuellen Wert einer im energieerzeugenden System benutzten Störungsvariable zu ermitteln.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, der aktuelle Wert der Störungsvariablen wenigstens einem der Folgenden entspricht: einer wehenden Rußmenge, einer Dampftemperatur oder dem Neigungsgrad eines Brenners.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit ist, die Prozessvariable eine erste Prozessvariable ist, die dynamische Matrixsteuerroutine eine erste dynamische Matrixsteuerroutine ist und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist, und
    wobei das energieerzeugende System ferner eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit beinhaltet, die zweite dynamische Matrixsteuereinheit Folgendes enthaltend: einen ersten Eingang zum Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert für eine zweite Prozessvariable anzeigt, die im energieerzeugenden System benutzt wird, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines Signals, das einen gewünschten Wert der zweiten Prozessvariablen anzeigt, einen dritten Eingang zum Empfang eines Signals, das die Lastanforderung anzeigt, einen Speicher, der ein zweites Modell speichert, eine dynamische Matrixsteuerroutine, die konfiguriert ist, einen Wert eines zweiten Steuersignals basierend auf dem zweiten Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der zweiten Prozessvariablen und dem gewünschten Wert der zweiten Prozessvariablen zu ermitteln, und einen Ausgang zur Bereitstellung des zweiten Steuersignals, um eine von dem energieerzeugenden System erzeugte Last in Verbindung mit dem ersten Steuersignal zu steuern.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die erste dynamische Matrixsteuereinheit und die zweite dynamische Matrixsteuereinheit sequenziell aktiviert werden.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei eine sequentielle Aktivierung der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit und der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit auf Nutzerinput basieren.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, ferner eine Turbine und einen Boiler in Fluidverbindung mit der Turbine beinhaltend; wobei das Steuersignal vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, um einen Drosseldruck der Turbine oder eine dem Boiler zugeführte Brennstoffmenge zu steuern.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Steuersignal vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, um wenigstens eines von einem Ventil, einem Ventilator, einer Mühle oder einer Pumpe zu steuern, die dem einem von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge entspricht.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, das ferner einen Schalter beinhaltet, um Folgendes anzuzeigen: der eine von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge muss vom Steuersignal kontrolliert werden, das vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, oder zum Anzeigen des einen von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge muss von einem Steuersignal kontrolliert werden, das von einer proportional-integralen Derivativ (PID)-Steuereinheit bereitgestellt wird.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit, das Modell ein erstes Modell und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist, und
    das energieerzeugende System ferner eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit beinhaltet, die einen Ausgang aufweist, der ein zweites Steuersignal bereitstellt, um den anderen von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge zu steuern, wobei das zweite Steuersignal auf einem zweiten Modell basiert, das im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherte Modell auf der Basis von parametrischen Tests konfiguriert ist.
  • Das energieerzeugende System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherte Modell in Echtzeit modifizierbar ist.
  • So sind viele Modifikationen und Variationen in den hierin beschriebenen und dargestellten Techniken und Strukturen möglich, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend versteht es sich, dass die Verfahren und Vorrichtung, die hierin beschrieben sind, nur illustrativ und nicht beschränkend für den Umfang der Erfindung sind.

Claims (32)

  1. Verfahren zur Steuerung einer von einem energieerzeugenden System erzeugten Last, Folgendes umfassend: Empfangen eines Signals, das eine Lastanforderung am Eingang einer dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt; Ermitteln durch die dynamische Matrixsteuereinheit eines Werts eines Steuersignals basierend auf dem die Lastanforderung anzeigenden Signal und eines Modells, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist; Erzeugen des Steuersignals durch die dynamische Matrixsteuereinheit; und Steuern der durch das energieerzeugende System erzeugten Last basierend auf dem Kontrollsignal.
  2. Verfahren nach Anspruch 1: das ferner Empfangen eines Signals umfasst, das einen Sollwert einer im energieerzeugenden System benutzten Prozessvariablen anzeigt, sowie ein Signal, das einen aktuellen Wert der Prozessvariablen an zusätzlichen Eingängen der dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt; und wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals ferner auf dem Signal basiert, das den Sollwert der Prozessvariablen anzeigt, und dem Signal, das den aktuellen Wert der Prozessvariablen anzeigt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei: die Prozessvariable eine erste Prozessvariable ist, die einem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit ist, das Modell ein erstes Modell ist, und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist; und das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Empfangen des Signals, das die Lastanforderung anzeigt, ein Signal, das einen Sollwert einer zweiten Prozessvariablen anzeigt, die einem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, und eines Signals, das einen aktuellen Wert der zweiten Prozessvariablen an Eingängen einer zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt; Ermitteln durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines Werts eines zweiten Steuersignals basierend auf dem die Lastanforderung anzeigenden Signal, dem den Sollwert der zweiten Prozessvariablen anzeigenden Signal, dem den aktuellen Wert der zweiten Prozessvariablen anzeigenden Signal und einem zweiten Modell, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist; und Erzeugen durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines zweiten Steuersignals, und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und dem zweiten Steuersignal.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste Teil des energieerzeugenden Systems einem von einer Turbine oder einem Boiler entspricht, und wobei der zweite Teil des energieerzeugenden Systems dem anderen von der Turbine oder dem Boiler entspricht.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei eine von der ersten Prozessvariablen oder der zweiten Prozessvariablen dem Drosseldruck innerhalb des energieerzeugenden Systems entspricht, und die andere von der ersten Prozessvariablen oder der zweiten Prozessvariablen einer Brennstoffmenge entspricht, die dem energieerzeugenden System zugeliefert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals ferner auf einem zusätzlichen Signal basiert, das einen aktuellen Wert einer Störungsvariablen anzeigt und das am jeweiligen Eingang der dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals basierend auf dem zusätzlichen Signal, das den aktuellen Wert der Störungsvariablen anzeigt, Ermitteln des Werts des Kontrollsignals umfasst, das auf einem Signal basiert, das wenigstens einen der folgenden Faktoren anzeigt: eine Rußmenge, eine Dampftemperatur oder einen Neigungsgrad des Brenners.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: Ermitteln wenigstens eines Teils einer Konfiguration des Modells basierend auf parametrischem Testen von wenigstens einem Teil des energieerzeugenden Systems; und Speichern des Modells in dem Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend Modifizieren des Modells, Speichern des modifizierten Modells im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines nachfolgenden Steuersignals basierend auf dem modifizierten Modell und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem nachfolgenden Steuersignal.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Ermitteln des Werts des Steuersignals basierend auf dem im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell Ermitteln des Werts des Steuersignals umfasst, das auf einem Modell basiert, das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist und das eine Beziehung zwischen einer Prozessvariablen, einer manipulierten Variablen und der Lastanforderung definiert.
  11. Verfahren zum Steuern einer Last eines energieerzeugenden Systems, umfassend: Erzeugen durch die erste dynamische Matrixsteuereinheit eines ersten Steuersignals basierend auf einer Lastanforderung und einem ersten im Speicher der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell; Erzeugen durch die zweite dynamische Matrixsteuereinheit eines zweiten Steuersignals, basierend auf einer Lastanforderung und einem zweiten im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherten Modell; und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und auf dem zweiten Steuersignal.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem ersten Steuersignal und auf dem zweiten Steuersignal Folgendes umfasst: Steuern eines Drosseldrucks innerhalb des energieerzeugenden Systems oder einer Brennstoffmenge, die dem energieerzeugenden System basierend auf dem ersten Steuersignal zugeliefert wird, und Steuern des anderen von dem Drosseldruck innerhalb des energieerzeugenden Systems oder der Brennstoffmenge, die dem energieerzeugenden System basierend auf dem zweiten Steuersignal zugeliefert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei: Erzeugen des ersten Steuersignals ferner auf einer ersten Variablen basiert, die einem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht; und Erzeugen des zweiten Steuersignals ferner auf einer zweiten Variablen basiert, die einem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei: Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variablen, die dem ersten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variablen umfasst, die einem von einer Turbine oder einem Boiler des energieerzeugenden Systems entspricht; und Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf der zweiten Variablen, die dem zweiten Teil des energieerzeugenden Systems entspricht, Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf der zweiten Variablen umfasst, die dem anderen von der Turbine oder dem Boiler des energieerzeugenden Systems entspricht.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, ferner umfassend Einleiten einer Beendigung einer PID (Proportionalen-Integralen-Derivativen)-Steuerroutine innerhalb des energieerzeugenden Systems, wobei die PID-Steuerroutine auf der ersten Variablen basiert; und wobei Erzeugen durch die erste dynamische Matrixsteuereinheit des ersten Steuersignals basierend auf der ersten Variablen stattfindet, nachdem die Beendigung der PID-Steuerroutine basierend auf der ersten Variablen eingeleitet wurde.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner umfassend: Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert der ersten Variablen anzeigt, und eines Signals, das einen gewünschten Wert der ersten Variablen bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, und Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert der zweiten Variablen anzeigt, und eines Signals, das einen gewünschten Wert der zweiten Variablen bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit anzeigt, und wobei: Erzeugen des ersten zusätzlich auf der ersten Variablen basierten Steuersignals Erzeugen des ersten Steuersignals basierend auf dem Signal umfasst, das den aktuellen Wert der ersten Variablen anzeigt sowie dem Signal, das den gewünschten Wert der ersten Variablen in Verbindung mit der Lastanforderung und dem ersten Modell anzeigt, und Erzeugen des zweiten zusätzlich auf der zweiten Variablen basierten Steuersignals Erzeugen des zweiten Steuersignals basierend auf dem Signal umfasst, das den aktuellen Wert der zweiten Variablen anzeigt sowie auf dem Signal, das den gewünschten Wert der zweiten Variablen in Verbindung mit der Lastanforderung und dem zweiten Modell anzeigt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste Variable eine erste Prozessvariable ist, die zweite Variable eine zweite Prozessvariable ist und wenigstens eine der folgenden Aussagen gilt: Erzeugen des ersten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer ersten Störungsvariablen anzeigt, die bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird; Erzeugen des ersten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer ersten manipulierten Variablen anzeigt, die bei der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird; Erzeugen des zweiten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer zweiten Störungsvariablen anzeigt, die bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird; oder Erzeugen des zweiten Steuersignals basiert ferner auf einem Signal, das einen aktuellen Wert einer zweiten manipulierten Variablen anzeigt, die bei der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit empfangen wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner wenigstens eines der Folgenden umfassend: Modifizieren des ersten Modells, Speichern des modifizierten ersten Modells im Speicher der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines aktualisierten ersten Steuersignals basierend auf dem modifizierten ersten Modell und Steuern der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem aktualisierten ersten Steuersignal; oder Modifizieren des zweiten Modells, Speichern des modifizierten zweiten Modells im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit, Erzeugen eines aktualisierten zweiten Steuersignals basierend auf dem modifizierten zweiten Modell und Steuerung der Last des energieerzeugenden Systems basierend auf dem aktualisierten zweiten Steuersignal.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, ferner wenigstens eines der Folgenden umfassend: Erhalten erster parametrischer Daten entsprechend dem energieerzeugenden System und Erzeugen des ersten Modells basierend auf den ersten parametrischen Daten; oder Erhalten zweiter parametrischer Daten entsprechend dem energieerzeugenden System und Erzeugen des zweiten Modells basierend auf wenigstens einem von den ersten parametrischen Daten oder den zweiten parametrischen Daten.
  20. Energieerzeugendes System, Folgendes umfassend: eine dynamische Matrixsteuereinheit enthaltend: einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das eine Lastanforderung für das energieerzeugende System anzeigt, einen Speicher, der ein Modell speichert, eine dynamische Matrixsteuerroutine, die konfiguriert ist, einen Wert eines Steuersignals basierend auf dem Modell und einem Wert der Lastanforderung zu ermitteln, und einen Ausgang zur Bereitstellung des Steuersignals, um eine von dem energieerzeugenden System erzeugte Last zu steuern.
  21. Energieerzeugendes System nach Anspruch 20, wobei: der Eingang ein erster Eingang ist; die dynamische Matrixsteuereinheit ferner über einen zweiten Eingang verfügt, um ein Signal zu empfangen, das einen aktuellen Wert einer Prozessvariablen anzeigt, die im energieerzeugenden System benutzt wird, sowie einen dritten Eingang, um einen gewünschten Wert der Prozessvariablen zu empfangen; und die dynamische Matrixsteuerroutine konfiguriert ist, den Wert des Steuersignals basierend auf dem Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der Prozessvariablen und dem gewünschten Wert der Prozessvariablen zu ermitteln.
  22. Energieerzeugendes System nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei die dynamische Matrixsteuerroutine konfiguriert ist, den Wert des Steuersignals basierend auf dem Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der Prozessvariablen, dem gewünschten Wert der Prozessvariablen und dem aktuellen Wert einer im energieerzeugenden System benutzten Störungsvariablen zu ermitteln.
  23. Energieerzeugendes System nach Anspruch 22, wobei der aktuelle Wert der Störungsvariablen wenigstens einem der Folgenden entspricht: einer wehenden Rußmenge, einer Dampftemperatur oder dem Neigungsgrad eines Brenners.
  24. Energieerzeugendes System nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit ist, die Prozessvariable eine erste Prozessvariable ist, die dynamische Matrixsteuerroutine eine erste dynamische Matrixsteuerroutine ist und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist; und wobei das energieerzeugende System ferner eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit umfasst, die zweite dynamische Matrixsteuereinheit Folgendes enthaltend: einen ersten Eingang zum Empfangen eines Signals, das einen aktuellen Wert für eine zweite Prozessvariable anzeigt, die im energieerzeugenden System benutzt wird, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines Signals, das einen gewünschten Wert der zweiten Prozessvariablen anzeigt, einen dritten Eingang zum Empfang eines Signals, das die Lastanforderung anzeigt, einen Speicher, der ein zweites Modell speichert, eine dynamische Matrixsteuerroutine, die konfiguriert ist, einen Wert eines zweiten Steuersignals basierend auf dem zweiten Modell, dem Wert der Lastanforderung, dem aktuellen Wert der zweiten Prozessvariablen und dem gewünschten Wert der zweiten Prozessvariablen zu ermitteln, und einen Ausgang zur Bereitstellung des zweiten Steuersignals, um eine von dem energieerzeugenden System erzeugte Last in Verbindung mit dem ersten Steuersignal zu steuern.
  25. Energieerzeugendes System nach Anspruch 24, wobei die erste dynamische Matrixsteuereinheit und die zweite dynamische Matrixsteuereinheit sequenziell aktiviert werden.
  26. Energieerzeugendes System nach Anspruch 25, wobei eine sequentielle Aktivierung der ersten dynamischen Matrixsteuereinheit und der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit auf Nutzerinput basieren.
  27. Energieerzeugendes System nach einem der Ansprüche 20 bis 26, ferner eine Turbine und einen Boiler in Fluidverbindung mit der Turbine umfassend; wobei das Steuersignal vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, um einen Drosseldruck der Turbine oder eine dem Boiler zugeführte Brennstoffmenge zu steuern.
  28. Energieerzeugendes System nach Anspruch 27, wobei das Steuersignal vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, um wenigstens eines von einem Ventil, einem Ventilator, einer Mühle oder einer Pumpe zu steuern, die dem einem von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge entspricht.
  29. Energieerzeugendes System nach Anspruch 27, das ferner einen Schalter umfasst, um Folgendes anzuzeigen: der eine von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge muss vom Steuersignal kontrolliert werden, das vom Ausgang der dynamischen Matrixsteuereinheit bereitgestellt wird, oder der eine von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge muss von einem Steuersignal kontrolliert werden, das von einer proportional-integralen Derivativ(PID)-Steuereinheit bereitgestellt wird.
  30. Energieerzeugendes System nach Anspruch 27, wobei: die dynamische Matrixsteuereinheit eine erste dynamische Matrixsteuereinheit, das Modell ein erstes Modell und das Steuersignal ein erstes Steuersignal ist; und das energieerzeugende System ferner eine zweite dynamische Matrixsteuereinheit umfasst, die einen Ausgang aufweist, der ein zweites Steuersignal bereitstellt, um den anderen von dem Drosseldruck der Turbine oder der dem Boiler zugeführten Brennstoffmenge zu steuern, wobei das zweite Steuersignal auf einem zweiten Modell basiert, das im Speicher der zweiten dynamischen Matrixsteuereinheit gespeichert ist.
  31. Energieerzeugendes System nach Anspruch 20, wobei das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherte Modell auf der Basis von parametrischen Tests konfiguriert ist.
  32. Energieerzeugendes System nach Anspruch 20, wobei das im Speicher der dynamischen Matrixsteuereinheit gespeicherte Modell in Echtzeit modifizierbar ist.
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