A flexible air separation process: 2. Optimal operation using economic model predictive control
A flexible air separation process: 2. Optimal operation using economic model predictive control
复制标题
灵活的空分工艺：2.利用经济模型预测控制优化运行
DOI：
10.1002/aic.16721
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
A. Mitsos
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adrian Caspari;C. Offermanns;P. Schäfer;A. Mhamdi;A. Mitsos
通讯作者 Alexander Mitsos，AVT 过程系统工程，亚琛工业大学，52074 亚琛，德国。电子邮件：amitsos@alum.mit.edu 摘要 可再生电力的普及为能源密集型流程的灵活运行带来了经济优势。实现灵活操作的一种方法是经济模型预测控制（eNMPC），其中考虑过程模型和操作约束，在控制器级别直接解决经济动态优化问题。我们将 eNMPC 计算机应用到具有集成液化器和液体辅助操作的空气分离过程中。我们使用机械动态模型作为控制器模型和对象代理。我们对历史电价和输入干扰进行了为期 2 天的闭环案例研究。我们解决了 DyOS 中的动态优化问题。与最佳稳态运行相比，eNMPC 运行策略显着提高了 14%。我们进一步表明，eNMPC 能够实现类似于理想化准静态调度的经济改进。虽然 eNMPC 提供的控制曲线在质量上与从准稳态调度的确定性全局优化获得的控制曲线类似，但 eNMPC 始终满足产品纯度约束，而准稳态调度有时无法满足这一要求。 eNMPC 应用局部优化方法，并实现类似于在整个闭环仿真时间范围内使用确定性全局优化方法解决的调度的配置文件。
Correspondence Alexander Mitsos, AVT Process Systems Engineering, RWTH Aachen University, 52074 Aachen, Germany. Email: amitsos@alum.mit.edu Abstract The penetration of renewable electricity promises an economic advantage for flexible operation of energy-intense processes. One way to achieve flexible operation is economic model predictive control (eNMPC), where an economic dynamic optimization problem is directly solved at controller level taking into account a process model and operational constraints. We apply eNMPC in silico to an air separation process with an integrated liquefier and liquid-assist operation. We use a mechanistic dynamic model as both controller model and plant surrogate. We conduct a closed-loop case study over a time horizon of 2 days with historical electricity prices and input disturbances. We solve the dynamic optimization problems in DyOS. Compared to the optimal steady-state operation, the eNMPC operating strategy gives a significant improvement of 14%. We further show that the eNMPC enables economic improvements similar to an idealized quasistationary scheduling. While the eNMPC provides control profiles qualitatively similar to those obtained from deterministic global optimization of quasistationary scheduling, the eNMPC satisfies the product purity constraints all the time whereas the quasistationary scheduling sometimes fails to do so. The eNMPC applies local optimization methods and achieves profiles similar to the scheduling solved using deterministic global optimization methods over the complete closed-loop simulation time horizon.
影响因子：
4.2
作者：
L. Würth;Ralf Hannemann;W. Marquardt
通讯作者：
L. Würth;Ralf Hannemann;W. Marquardt
动态模型敏感性分析的离散一阶和二阶伴随函数和自动微分
DOI：
10.1016/j.procs.2010.04.033
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
Hannemann;W. Marquardt;B. Gendler;U. Naumann
通讯作者：
U. Naumann
DOI：
10.1016/j.automatica.2015.09.013
发表时间：
2015-12
期刊：
Autom.
影响因子：
--
作者：
Jun Fu;Johannes M. M. Faust-Johannes-M.-M.-Faust-33587732;B. Chachuat;A. Mitsos
通讯作者：
Jun Fu;Johannes M. M. Faust-Johannes-M.-M.-Faust-33587732;B. Chachuat;A. Mitsos