Metody sterowania rozproszonymi systemami grzewczymi

mgr inż. Wojciech Kreft

Promotor: prof. dr hab. inż. Wojciech Grega
Dyscyplina: Automatyka i Robotyka


Rozprawa doktorska dotyczy zagadnień sterowania systemami grzewczymi. Przedstawiono w niej analizę koordynacji działania dwóch źródeł energii cieplnej - miejskiej sieci ciepłowniczej oraz instalacji kotła na biomasę. W rozprawie zaproponowano model systemu grzewczego, który obejmuje takie elementy jak spalanie biomasy, rozgrzewanie się kotła, zbiornik akumulacyjny, wymienniki ciepła, budynek oraz grzejniki. Wspomniane modele przedstawiono w trzech postaciach: analitycznej, symulacyjnej oraz analogicznej. Modele analityczne są układami równań różniczkowych dla poszczególnych składowych systemu grzewczego, modele symulacyjne zrealizowano w środowisku MATLAB/Simulink, natomiast modele analogiczne są schematami elektrycznymi odpowiadającymi własnościom statycznym i dynamicznym modelu analitycznego. Autor zaproponował własny model procesu spalania biomasy w kotle, który bazuje na idei szybkości spalania tego paliwa proporcjonalnej do aktualnie palącej się jego powierzchni oraz nawiewanego powietrza. W rozprawie zaproponowano trójwarstwowy system sterowania obejmujący sterowanie nadrzędne, sterowanie stabilizujące oraz sterowanie lokalne. Sterowanie nadrzędne polega na wypracowaniu wartości zadanej dla temperatury pomieszczeń, sterowanie stabilizujące polega na utrzymywaniu temperatury pomieszczeń na poziomie wartości zadanej, natomiast sterowanie lokalne służy do polepszenia dynamiki nadążania za szybką zmianą wartości zadanej. W rozprawie między innymi wyznaczono sterowanie lokalne, które sformułowano jako zadanie optymalizacji. Wynikiem tej optymalizacji jest wartość masy wsadowej paliwa oraz czas jego rozpalenia.

Pełna wersja autoreferatu wk_autoreferat.pdf

1. W. Kreft: Model zużycia energii cieplnej przez budynek dla różnych strategii sterowania, Automatyka t. 9 z. 3 s. 419–436, Kraków, 2005
2. W. Kreft, W. Grega: Heating energy distribution control basing on AGH building complex example, InBuS 2006 : 4th international congress on Intelligent Building System, s. 85–92, Kraków, 2006
3. W. Grega, W. Kreft, D. Obłąkowska, A. Raźniak, M. Filipowicz: Monitorowanie węzłów ciepłowniczych na przykładzie AGH, Rynek Instalacyjny t. 15 nr 9 s. 78–85, 2007
4. W. Kreft: Cyfrowe algorytmy sterowania dystrybucją energii cieplnej, Sterowanie i automatyzacja : aktualne problemy i ich rozwiązania, s. 427–436, Warszawa, 2008
5. W. Kreft: Hierarchiczne i rozproszone sterowanie dystrybucją energii cieplnej, PAR Pomiary Automatyka Robotyka t. 14 nr 9 s. 61–67, 2010
6. W. Kreft, M. Filipowicz, A. Raźniak: Architektura i analiza pomiarów węzłów ciepłowniczych na przykładzie Miasteczka Studenckiego AGH, Automatyka t. 15 z. 3 s. 389–401, 2011
7. M. Filipowicz, M. Dudek, A. Raźniak, W. Grega, W. Kreft, M. Rosół: Monitoring temperatury komory kotła na biomasę oraz instalacji grzewczej, Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja t. 42 nr 7–8 s. 310–316, 2011
8. W. Kreft: Stanowisko laboratoryjne do badania procesów spalania biomasy, PAR Pomiary Automatyka Robotyka t. 15 nr 12 s. 127–128, 2011
9. W. Kreft: Modelling of biomass fuelled heating system, chapter in the monograph titled: Modelling and Identification Algorithms for Emerging Applications in Data and Signal Processing (przyjęte do druku), 2014
10. W. Kreft: Identification of biomass fuelled heating system, chapter in the monograph titled: Modelling and Identification Algorithms for Emerging Applications in Data and Signal Processing (przyjęte do druku), 2014
11. W. Grega, W. Kreft: Sterowanie hybrydowym systemem grzewczym, PAR Pomiary Automatyka Robotyka (przyjęte do druku), 2014