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为平抑大规模间歇性新能源入网对电网的冲击，燃煤电站不得不承担越来越多的调峰任务，宽负荷灵活运行给电站运行带来一系列安全性与经济性问题。SCR烟气脱硝系统具有显著的大惯性、大延迟与非线性特点，不同负荷段系统的惯性时间有较大差异，宽负荷灵活运行下传统线性PID控制难以满足的超低排放下的精确喷氨需求、无法兼顾SCR系统运行的安全性、经济性与环保性。本文研究了SCR脱硝机理建模方法，提出了表面-内部吸附态NH3的概念并以此建立适用于电站数据的机理模型，针对长期运行过程中数据模型失效的问题提出了一种基于选择性集成模型库的SCR动态建模方法，并开发了一种基于选择性集成模型库的模型预测控制策略。在新控制策略作用下，脱硝系统达到降低喷氨成本，减少NOx排放超标，降低氨逃逸的效果。
研究了SCR脱硝机理建模方法，分析了工业SCR脱硝系统与实验室反应系统差异，提出了表面-内部吸附态NH3的概念，对反应动力学方程进行了改进，利用电站历史运行数据对SCR脱硝系统进行了动态机理建模研究。以某660MW机组的SCR脱硝系统1天的运行数据进行机理建模，并对模型进行验证，研究发现改进后的模型具有更好的拟合效果，测试集上的均方差从改进前的16.68%提升到了改进后的9.90%。
为了保证数据模型在长时间运行过程中的有效性，基于数据短时间内分布相似的特点，提出了一种基于选择性集成模型库的SCR系统动态建模方法，包括模型库的构建、结合策略和更新策略，利用50天运行数据进行了模型的训练和测试。研究发现：在测试中选择性集成模型库的精度始终保持稳定，在传统滑窗法的出现精度滑坡均方差突降至8.20%的时段，选择性集成模型库的均方差保持为3.23%。
利用模型预测控制和选择性集成模型库算法开发了一种新的喷氨控制逻辑，通过寻优喷氨量，利用机理模型模拟实际SCR脱硝过程，计算出口NOx浓度，从而评价控制逻辑的性能。研究发现：在同参数同出口NOx浓度设定值的情况下，新控制策略在稳态工况下的出口NOx浓度更加稳定，其平均值为40.97mg/m3比PID的42.35mg/m3更接近设定值，方差为6.68远小于PID的12.82。在变工况下的出口NOx浓度不易超标，最大值为52.02mg/m3低于PID的67.08mg/m3，超标数15远低于PID的139。
研究了SCR脱硝机理建模方法，分析了工业SCR脱硝系统与实验室反应系统差异，提出了表面-内部吸附态NH3的概念，对反应动力学方程进行了改进，利用电站历史运行数据对SCR脱硝系统进行了动态机理建模研究。以某660MW机组的SCR脱硝系统1天的运行数据进行机理建模，并对模型进行验证，研究发现改进后的模型具有更好的拟合效果，测试集上的均方差从改进前的16.68%提升到了改进后的9.90%。
为了保证数据模型在长时间运行过程中的有效性，基于数据短时间内分布相似的特点，提出了一种基于选择性集成模型库的SCR系统动态建模方法，包括模型库的构建、结合策略和更新策略，利用50天运行数据进行了模型的训练和测试。研究发现：在测试中选择性集成模型库的精度始终保持稳定，在传统滑窗法的出现精度滑坡均方差突降至8.20%的时段，选择性集成模型库的均方差保持为3.23%。
利用模型预测控制和选择性集成模型库算法开发了一种新的喷氨控制逻辑，通过寻优喷氨量，利用机理模型模拟实际SCR脱硝过程，计算出口NOx浓度，从而评价控制逻辑的性能。研究发现：在同参数同出口NOx浓度设定值的情况下，新控制策略在稳态工况下的出口NOx浓度更加稳定，其平均值为40.97mg/m3比PID的42.35mg/m3更接近设定值，方差为6.68远小于PID的12.82。在变工况下的出口NOx浓度不易超标，最大值为52.02mg/m3低于PID的67.08mg/m3，超标数15远低于PID的139。