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문제 정의
- 과열기는 수분을 포함한 습증기를 입력으로 받아 수분을 증발시키고 온도를 더 높여 과열기 증기로 만드는 장치이다. 과열증기의 온도제어는 일차로 보일러의 연료로 인가한 석탄의 열량에 의해 수증기의 온도를 원하는 값 이상으로 상승시키고, 다음으로 과열저감기에서 분사되는 낮은 온도의 수증기의 양을 조절하여 증기 온도를 원하는 값으로 떨어뜨려 일정하게 유지하는 것을 목적으로 하고 있다. 과열기의 정격 온도 유지는 발전소 효율과 밀접한 관계가 있는데 설계치보다 높을 경우 효율은 증가되나 과열기, 터빈 재질의 열응력 발생으로 보일러의 수명 단축과 손상이 원인이 된다.
- 본 논문에서 화력발전소 보일러 시스템에서 사용되는 과열기의 온도제어 성능을 향상하기 위하여 적분기의 정상상태 값을 예측하는 예측기를 갖는 PI제어 알고리즘을 제시하였다. 화력발전소의 실제 운전 데이터를 기반으로 모델을 시뮬레이션하여 현재 운용하고 있는 PI제어기와 제안한 PI 제어기의 성능을 비교하였고, 제안한 PI제어기를 통해 제어 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 보였다.
- 본 논문에서는 적분상태 예측기를 갖는 PI제어 알고리즘을 과열기의 온도제어에 적합하도록 설계하여 제어 성능을 향상시키고자 한다. 제시한 태안화력발전소의 운전 데이터를 기반으로 Matlab을 통해 시뮬레이션하여 현재 운용하고 있는 PI제어기와 제안한 적분상태 예측기를 갖는 PI제어기에 의한 과열기 온도제어의 성능을 비교한다.
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