塔式太阳能热发电蒸汽系统建模与控制

【摘要】：伴随着低碳经济的提出,清洁能源的开发和利用引起各国决策者、科学技术研究者的高度重视。风能、核能、太阳能是当今三大清洁能源,其开发利用是当今科学技术研究领域、工程技术应用领域的重点课题之一。目前,我国对太阳能的开发利用率偏低。尤其是太阳能热发电技术处于起步阶段,诸多技术问题亟待研究突破。文中在概括性总结太阳能热发电系统的结构和原理的基础上,对太阳能与储能子系统混合发电的工作原理、太阳能热发电的不同工况下运行模式进行了深入分析；认真研究了太阳能热发电系统主要过程的控制难点问题,提出了太阳能热发电蒸汽系统的多模型内模控制策略；重点研究了太阳能光照不足的情况下,塔式太阳能热发电系统的蓄热子系统与聚光集热子系统耦合运行工作模式,并进行了仿真建模与试验,在此基础上,深入研究了热发电站在该运行模式下的运行特点及各个设备之间的相互协调特性,着重分析了主蒸汽温度的动态特性,根据多模型内模控制策略设计相应的控制器对其进行控制,使其能满足不同运行工况下的要求。本论文为太阳光不足时,太阳能系统与储能系统耦合发电过程的控制研究提供了一定借鉴。 【关键词】：塔式太阳能热发电 仿真建模 主蒸汽温度 多模型控制 内模控制
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-13
• 1.2.1 国外研究动态11-12
• 1.2.2 国内研究动态12-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 第2章 太阳能热发电技术14-24
• 2.1 太阳能发电技术的分类14-19
• 2.1.1 槽式太阳能热发电技术15-16
• 2.1.2 碟式太阳能热发电技术16-17
• 2.1.3 其他太阳能热发电技术17-19
• 2.2 塔式太阳能热发电技术19-22
• 2.2.1 塔式太阳能热发电系统及其运行模式19-21
• 2.2.2 典型天系统性能分析21-22
• 2.3 典型工况的研究22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 塔式太阳能热发电蒸汽系统的控制策略24-34
• 3.1 内模控制24-27
• 3.1.1 内模控制的主要原理25-26
• 3.1.2 内模控制的主要性质26
• 3.1.3 内模控制器设计26-27
• 3.2 多模型控制27-30
• 3.2.1 多模型控制原理28
• 3.2.2 多模型控制器的组成28-29
• 3.2.3 多模型控制的稳定性分析29-30
• 3.3 多模型内模控制30-33
• 3.3.1 子内模控制器的实现30
• 3.3.2 基于加权形式的多模型内模控制30-32
• 3.3.3 基于切换策略的多模型内模控制32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 塔式太阳能热发电蒸汽系统建模及仿真试验34-47
• 4.1 系统建模与仿真的概念34
• 4.2 建模平台与仿真试验平台简介34-39
• 4.2.1 仿真机简介35
• 4.2.2 建模中的基本算法35-39
• 4.3 系统设计参数39-40
• 4.4 塔式太阳能热发电蒸汽系统关键过程建模40-43
• 4.4.1 建模过程简介40-42
• 4.4.2 高低温蓄热器的放热数学模型42-43
• 4.5 扰动实验及模型辨识43-46
• 4.5.1 阶跃扰动试验43-45
• 4.5.2 模型辨识45-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第5章 多模型内模控制在塔式太阳能热发电系统中的应用47-51
• 5.1 储能子系统控制的重要性及手段47
• 5.1.1 储能子系统控制的重要性47
• 5.1.2 储能子系统控制手段47
• 5.2 仿真研究47-50
• 5.2.1 子内模控制器的建立48
• 5.2.2 仿真研究48-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第6章 结论与展望51-52
• 6.1 结论51
• 6.2 后续工作的开展和继续研究的方向51-52
• 参考文献52-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果54-55
• 致谢55

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