Yapay Zekâ Yöntemleri ile Bir Kömür Yakıtlı Santralde Kontrol Uygulaması

Aksözek M., İn S., Arıkuşu Y. S., Bayhan N., Tiryaki H.

Otomatik Kontrol Türk Milli Komitesi Ulusal Kongresi, İstanbul, Türkiye, 14 - 16 Eylül 2023, ss.724-730, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.724-730
  • İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Adresli: Evet

Özet

Birçok endüstriyel termik santralin dinamik davranışı, giriş ve çıkıştaki bozulmalardan, set noktalarındaki değişikliklerden ve işletme şartlarındaki bazı faktörlerden etkilenir. Bu durum özellikle büyük kömür yakıtlı güç santrallerinde görülür. Yükte meydana gelen değişiklikler, kömürün kalitesi, kazan yüzeyindeki kirlenmeler gibi etkiler karşısında klasik kontrolörler her zaman istenen performansı sağlayamamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada kömür yakıtlı bir elektrik santralinde kararlılık ve yapay zekayı birleştiren bir PI kontrolü yöntemi önerilmiştir. Bu amaçla, kömür yakıtlı bir termik santral sistemini kapalı çevrimde Kp-Ki düzleminde kararlı hale getirecek PI denetleyici bölgesi parametre uzayı yaklaşımıyla bulunmuştur. Bu makalenin bir sonraki adımında bu bölgedeki Kp ve Ki değerleri ile yapay zeka öğrenmesi yapılmış ve parametre değerleri elde edilmiştir. Elde edilen yapay zekâ çıktıları ile PI kontrolör tasarımı geliştirilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Benzetim sonuçları, IBk-PI kontrolörün tüm işletme şartları altında, sisteme verdiği hızlı cevaplarla diğer kontrolörlerden daha iyi bir performansa sahip olduğunu göstermiştir.

The dynamic behavior of many industrial thermal power plants is affected by disturbances at the input and output, changes in set points and some factors in the operating conditions. This is particularly the case for large coal-fired power plants. Conventional controllers do not always provide the desired performance in the face of effects such as changes in the load, quality of the coal, and contamination on the boiler surface. Therefore, a method for PI control in a coal-fired power plant that combines stability and artificial intelligence is proposed in this study. For this aim, the PI controller region that will stabilize a coal-fired power plant system in the closed loop in the Kp-Ki plane has been found by the parameter space approach. In the next step of this article, artificial intelligence learning was performed with Kp and Ki values in this region and parameter values were obtained. PI controller design was developed with the obtained artificial intelligence outputs and their performances were compared. Simulation results show that the IBk-PI controller outperforms the other controllers with its fast responses to the system under all operating conditions.