Simulacion de una caldera recuperadora de vapor

UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE ESTRATEGIAS DE CONTROL PREDICTIVO SUPERVISOR APLICADAS A LA CALDERA DE UNA CENTRAL TERMOELÉCTRICA DE CICLO COMBINADO”

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA, MENCION ELECTRICA

JUAN ALBERTO SOLÍS CASTRO

PROFESOR GUÍA: DORIS SÁEZHUEICHAPÁN MIEMBROS DE LA COMISION: PABLO ESTEVEZ VALENCIA GONZALO ACUÑA LEIVA

SANTIAGO DE CHILE JUNIO 2010

RESUMEN DE LA TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA MENCIÓN ELÉCTRICA POR: JUAN ALBERTO SOLÍS CASTRO FECHA: 14/06/2010 PROFESOR GUÍA: SRA. DORIS SÁEZ H.

“Diseño e Implementación de Estrategias de Control Predictivo Supervisor aplicadas a la Caldera de unaCentral Termoeléctrica de Ciclo Combinado”

En esta tesis se aplican los algoritmos de computación evolutiva como una eficiente herramienta de resolución del problema de control predictivo difuso basado en modelos de Takagi – Sugeno (T&S). Se plantea la metodología de formulación general en tiempo discreto del problema predictivo difuso basado en los siguientes algoritmos evolutivos: algoritmogenético simple (SGA), Deterministic Crowding (DC) y Particle Swarm Optimization(PSO). Estas formulaciones basadas en algoritmos evolutivos se implementan en MATLAB SIMULINK y son aplicadas a una serie de problemas benchmark que muestran las ventajas y desventajas de cada uno de los mencionados algoritmos. Se realiza una sensibilización de los parámetros relevantes de cada uno de los algoritmos yse selecciona la mejor estrategia según sus parámetros. El desafío principal de la tesis es la implementación de la mejor solución basada en algoritmos de computación evolutiva en la Caldera o Generadora de Vapor por Recuperación de Calor de una Planta Termoeléctrica de Ciclo Combinado. Este tipo de plantas termoeléctricas mejoran la eficiencia energética de un combustible fósil por medio de larecuperación del calor de la fuente fría de una turbina a gas y su utilización para generar vapor para el funcionamiento de una turbina a vapor. Este problema es de alta complejidad y no linealidad. La implementación de la solución basada en algoritmos evolutivos es comparada con las tradicionales para evaluar su funcionamiento. Por último, se destaca que el aporte de esta tesis radica en elanálisis de los algoritmos de computación evolutiva (GAs y PSO) aplicado a un problema altamente no lineal dado por la optimización de plantas termoeléctricas, que debe ser resuelto en tiempo real.

Agradecimientos
Primero que nada a mi Dios, Jehová, que fue mi gran apoyo en cada instante en que necesite ayuda, que no fueron pocos, y va para él toda la gloria de este logro. Agradecido de mi profesora,Doris Sáez, quién me enseñó a trabajar con excelencia y no conformarme con resultados mediocres sino siempre luchar por lo óptimo, y no dejar las cosas sin terminar, ¡muchas gracias!. Además, de mi profesor, Pablo Estévez, quién me ayudó a ver las cosas de una óptica diferente y que errar es humano y se pueden enmendar los errores con esfuerzo y perseverancia. Al profesor Gonzalo Acuña, que meentregó una visión optimista de esta tesis y alimentó el deseo de perseverar en esta línea de investigación. A todos mis profesores, ¡Muchas gracias! Quiero agradecer también a mis compañeros que ayudaran de diferentes formas al buen término de esta tesis, principalmente los de Control Avanzado 2, Fredy, Alfredo, Pablo, Roberto, Pato, y los nuevos integrantes que saben quienes son. En mi trabajo,también agradecer a mis jefes, que me dieron las facilidades para terminar este logro tan importante en mi vida universitaria. Muchas gracias, Don Mario, Reynaldo, Don Luis, Paulina, Edison. A mis compañeros de trabajo que ayudaron con su experiencia en turbinas, tesis y otros menesteres. Y, principalmente, a aquellos que acompañaron, acompañan y acompañarán mi vida, y que con su ayuda emocional,...