DI UNA LIBRERIA DI MODULI DI SIMULAZIONE CON IDENTIFICAZIONE DEGLI STATI INTERNI TRAMITE FILTRO DI KALMAN Nell’ambito della ricerca PRESTGEN per il miglioramento delle prestazioni degli impianti di produzione è inserita l’attività PRDECIS avente come obiettivo la messa a punto di sistemi di simulazione in grado di supportare il personale di esercizio nella conduzione ottimale degli impianti. Il lavoro finora svolto e documentato nel presente rapporto ha riguardato la messa a punto di modelli di simulazione e di algoritmi di identificazione dello stato per alcuni dei principali componenti di un generico impianto termoelettrico di produzione. La messa a punto di questi modelli è un prerequisito per l’attività successiva che prevede la realizzazione di simulatori più veloci del tempo reale, detti di “what-if”, che a partire dallo stato reale dell’impianto consentano di prevedere l’esito della manovra in corso o la sperimentazione di ipotetiche varianti da parte degli addetti all’esercizio dei gruppi di produzione. L’approccio adottato, nella implementazione dei modelli, è quello basato sulle leggi di conservazione della fisica introducendo però tutte quelle semplificazioni giustificate dall’uso che si intende fare di questi modelli. Questi, infatti, debbono dare una rappresentazione globale del comportamento dinamico dell’intero impianto e nel contempo avere tempi di esecuzione adeguati per effettuare calcolo previsionale su una finestra temporale di qualche decina di minuti. Le incertezze e gli errori introdotti dalla modellistica semplificata sono state scaricate su parametri fisici (volumi, masse, superfici, coefficienti di scambio termico…) che vengono identificati una tantum fuori linea tramite un algoritmo di ricerca di ottimo operante sulla base di rilievi dinamici di impianto. Un ulteriore problema, che è stato affrontato e risolto, è quello relativo alla necessità di adeguare in tempo reale gli stati dei modelli in base alle misure di impianto, così da rendere utilizzabile l’intero sistema a fini previsionali. Per questo è stato implementato all’interno di ciascun modulo uno stimatore dello stato non lineare basato sul filtro di Kalman esteso (EKF) il quale ha anche la possibilità di stimare, oltre agli stati, anche i parametri fisici sopra citati che possono avere piccole variazioni al variare del punto di lavoro per compensare gli errori di modello dovuti alle semplificazioni adottate. I moduli messi a punto e descritti in questo rapporto sono gli scambiatori di calore acqua/fumi sia equi che controcorrente coi quali sarà poi possibile assemblare una caldaia, oltre al generatore di vapore per un impianto di generazione di tipo Once-Through. Per il test ci si è avvalsi di un simulatore ingegneristico di grossa taglia di un impianto di tipo UP da 320 MWe avente funzione di “reference plant”. I risultati ottenuti dalle simulazioni, qui documentate, hanno mostrato una buona aderenza dei modelli semplificati rispetto al riferimento. Anche per quanto riguarda la tecnica EKF, implementata per il tracking degli stati interni e l’identificazione dei parametri, sono ottenuti ottimi risultati. Link al documento di riferimento: Link A0-040282.