Control predictivo basado en modelo de una planta termosolar incluyendo el consumo de la bomba

Abstract

En el presente proyecto vamos a abordar una de las estrategias de control más utilizadas en las últimas décadas en el sector industrial, el Control Predictivo basasdo en Modelo (MPC). En este caso, la aplicación será en una planta solar cilindro-parabólica, más concretamente ACUREX, ya estudiada en varios artículos anteriores. A diferencia de éstos, el objetivo principal de este documento será incluir en el Toolbox las ecuaciones de Mecánica de Fluidos que modelan el comportamiento de la bomba de la planta. Analizaremos las simulaciones y comentaremos los posibles cambios que puedan aparecer al realizar dicha modificación. Entre ellos, nos centraremos en las variaciones que presenta la potencia aprovechable o útil de la instalación, variable obtenida mediante el consumo de la bomba y la maximización de la potencia térmica neta de la planta, la cual será calculada en el predictivo con métodos de optimización distintos (MPC local o MPC centralizado) y para distintos modelos del campo solar (planta completa o una sola línea de la planta). Además, plantearemos el almacenamiento térmico como una de las ventajas y puntos fuertes de esta aplicación tecnológica, siendo de gran interés su desarrollo e implantación en el código de simulación para trabajos futuros.

In this work we are going to address one of the most used control strategies in recent decades in the industrial sector, the Model Predictive Control (MPC). In this case, the application is going to be in a solar parabolic-trough plant, more specifically ACUREX, already studied in several previous articles. Unlike these, the main objective of this document will be to include in the Toolbox the Fluid Mechanics equations that model the behavior of the plant pump. Among them, we will focus on the variations presented by useful power of the installation, a variable obtained through the consumption of the pump and the maximization of the net thermal power of the plant, which will be calculated in the predictive with different optimization methods (local MPC or centralized MPC) and for different models of the solar field (complete plant or a single plant loop). In addition, we will consider thermal storage as one of the advantages and strengths of this technological application, its development and implementation in the simulation code for future work being of great interest.