跨临界CO_(2)循环系统控制优化策略的研究进展

作     者：王定标 段鸿鑫 王光辉 申奥奇 刘鹤羽 秦翔 WANG Dingbiao;DUAN Hongxin;WANG Guanghui;SHEN Aoqi;LIU Heyu;QIN Xiang

作者机构：郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001 新能源清洁利用技术与节能装备河南省国际联合实验室河南郑州450001 

出 版 物：《郑州大学学报（工学版）》 (Journal of Zhengzhou University（Engineering Science）)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      面：1-11页

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 0711[理学-系统科学] 080701[工学-工程热物理] 07[理学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21576245 52206120) 

主　　题：跨临界 CO_(2)循环系统 优化 控制策略 预测控制 

摘      要：控制策略作为跨临界CO_(2)循环系统的重要组成部分,是保证系统高效节能运行的关键。介绍了系统最优排气压力经验计算和泊金汉π定理的反馈控制、基于梯度追踪和极值寻优的实时在线控制以及基于神经网络的预测控制等,详细分析了系统控制策略的发展历程和未来发展趋势,并总结如下:离线控制建立简单、成本低,但易受到环境因素和系统部件变化的影响而导致控制性能降低;实时在线控制策略可以实时追踪系统最大能源效率对应的排气压力,但由于寻优过程费时较长,导致控制系统的收敛时间过长;模型预测控制系统可以实现实时优化和快速收敛,有着良好的发展前景。结合新能源汽车、建筑供暖、轨道交通、商超冷藏、军工等实际场景对跨临界CO_(2)循环系统控制策略的应用特点和未来发展趋势进行分析,进一步说明了提高控制策略的适用性是未来研究的重要方向,并分析将广义预测控制、强化学习等具有自适应属性的方法应用于跨临界CO_(2)循环系统控制策略的可行性,同时探讨了开发适用于大规模循环系统和储能系统控制策略在我国“双碳背景下的重要意义。