Modeling, Control and Parameter Estimation for the Main Cooling System of a Seawater-Cooled CHP Plant
Translated title
Modellering, Kontrol og Parameterestimering for Hovedkølesystemet i et Havvandskølet Kraftvarmeværk
Authors
Fernández López, Pablo ; Nielsen, Jens Jørgen Møller
Term
4. term
Education
Publication year
2014
Submitted on
2014-06-03
Abstract
This thesis investigates how to improve the control of the main cooling system at the seawater-cooled Studstrup CHP plant. Proposed by Rambøll Danmark A/S, the work focuses on the pumps supplying seawater to the plant’s steam condenser. The core question is how to design models and control so the plant operates at its best efficiency point under current conditions while respecting environmental policies and equipment limits. The authors derive hydraulic and thermodynamic models to reproduce observed outputs from the most relevant operating parameters and propose a more reliable method to estimate seawater flow in the system. The models are fitted to operational data from Studstrup, and the approach is intended to be transferable to other plants with minimal modification. Two control solutions are presented: a cascaded inner/outer loop using PI and integral regulators, and a Model Predictive Control (MPC) scheme. Both target achieving and maintaining a reference pressure in the steam condenser as a proxy for efficiency. The excerpt outlines objectives, modeling, and control design; detailed performance results are not included here.
Denne afhandling undersøger, hvordan styringen af hovedkølesystemet i det havvandskølede Studstrup kraftvarmeværk kan forbedres. Arbejdet er initieret af Rambøll Danmark A/S og fokuserer på kølevandspumperne, der leverer havvand til værkets dampkondensator. Projektets centrale spørgsmål er, hvordan modeller og styring kan udformes, så anlægget bringes til sit bedste effektivitetspunkt under givne forhold, samtidig med at miljøkrav og maskinelle begrænsninger overholdes. Der udvikles modeller for både den hydrauliske og den termodynamiske del af systemet med henblik på at simulere observerede outputs ud fra de mest relevante driftsparametre. Afhandlingen foreslår desuden en mere pålidelig metode til at estimere havvandsflowet i systemet. Modellerne er tilpasset driftsdata fra Studstrup, og metoden er tænkt generelt anvendelig på andre kraftværker uden større ændringer. To styringsløsninger præsenteres: en kaskadestruktur med indre/ydre sløjfer baseret på PI- og integralregulatorer samt en løsning baseret på modelprædiktiv kontrol (MPC). Begge sigter mod at opnå og fastholde et referencetryk i dampkondensatoren som proxy for høj virkningsgrad. Den foreliggende tekst beskriver målsætninger, modellerings- og designmetoder; detaljerede resultater og ydeevnevurderinger ligger uden for dette uddrag.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]