生物质燃气分布式供能系统的控制研究

【摘要】： 分布式供能系统(DES)是相对于传统的集中式供电方式而言的,它是指以小规模、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出电、热或(和)冷量的系统。目前,分布式供能方式主要是指以液体或气体为燃料的内燃机、燃气轮机、各种工程用的燃料电池、余热锅炉、蒸汽轮机、溴化锂冷热水机组等有机组合起来的高效率的环保型冷热电联供的系统(CCHP)。 生物质燃气分布式供能系统是是以生物质气为燃料,以燃气轮机或内燃机为动力的新型分布式供能系统。该系统是诸多分布式供能系统中非常具发展潜力的一种,这是因为生物质资源的总储量巨大,但分布较为分散,不适宜远距离运输,分散利用较为合理。随着新型生物质能技术的研究开发和国内相关优惠政策的完善,生物质燃气分布式供能系统的商业化进程会逐步加快,技术的可靠性和经济性会不断加强,因此在我国推广生物质能技术有着很好的市场前景和社会综合效益。 本文主要介绍了一种以生物质气为燃料,内燃机为原动力的分布式冷热电联供系统,并就它的控制进行了细致的研究,设计了由单片机(SCM),可编程控制器(PLC)和现场工控机(IPC)组成的控制结构和系统,充分利用SCM、PLC和IPC各自优点,由SCM和PLC负责系统各组成部件的控制运行、安全联锁保护与现场数据采集等,IPC负责系统运行的实时监控、运行状态显示和实时数据的分析、存储,实现整个系统安全、稳定、便捷的现代化操作和管理。该分布式供能系统已于2007年08月初步完成,并成功于上海四方锅炉厂试运行。 基于SCM、PLC和IPC的控制系统的成功应用,将会提高系统的自动化程度,提高了系统维护效率,同时可以促进生物质燃气分布式供能系统在我国的推广,提高我国资源综合利用效率,对我国环境、经济的高速、良性、协调发展和建立环保、节约型社会发挥重要促进作用。 【关键词】：分布式供能 生物质 内燃机 单片机 可编程控制器
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM611
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 课题来源11
• 1.2 引言11
• 1.3 分布式供能系统的介绍11-18
• 1.3.1 分布式供能系统11-15
• 1.3.2 传统供电方式和分布式供电方式的比较15-16
• 1.3.3 分布式供能的主要发展方向——冷热电三联产系统16-18
• 1.4 冷热电联供系统在国内外的发展情况18-19
• 1.5 生物质气化发电技术的介绍19-20
• 1.5.1 生物质能的背景19-20
• 1.5.2 生物质的各种发电技术20
• 1.6 生物质气化发电技术在国内外的发展20-22
• 1.7 本章小结22-23
• 第二章 生物质燃气分布式供能系统分析23-35
• 2.1 生物质燃气分布式供能系统介绍23-24
• 2.2 分布供能系统分析24-29
• 2.3 生物质燃气发电分析29-34
• 2.3.1 生物质燃气发电技术分析29-33
• 2.3.2 生物质燃气发电经济性分析33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 生物质燃气内燃机分布式供能系统的组成及实现35-52
• 3.1 生物质燃气内燃机分步式供能系统介绍35-36
• 3.2 生物质燃气内燃机分布式供能系统的组成及其实现36-51
• 3.2.1 生物质气化系统37-39
• 3.2.2 内燃机发电系统39-46
• 3.2.3 制冷/供热系统46-51
• 3.3 本章小结51-52
• 第四章 生物质燃气分布式供能系统的控制52-89
• 4.1 前言52-53
• 4.2 系统控制的硬件组成53-54
• 4.3 系统控制器的介绍54-61
• 4.3.1 可编程控制器（PLC）54-56
• 4.3.2 单片机（SCM）56-60
• 4.3.3 工业控制计算机（IPC）60-61
• 4.4 系统整体的控制设计以及主要部件的控制设计61-67
• 4.4.1 系统整体的控制设计61-64
• 4.4.2 主要部件的控制设计64-67
• 4.5 底层PLC 控制软件设计67-69
• 4.6 底层单片机控制软件设计69-70
• 4.7 上位机监控程序70-88
• 4.7.1 上位机IPC 与PLC 的通讯71-73
• 4.7.2 上位机与单片机SCM 的通讯73-77
• 4.7.3 VB 控件简介77-78
• 4.7.4 通信程序的编写78-81
• 4.7.5 数据处理部分81-85
• 4.7.6 上位机监控程序主要界面显示85-88
• 4.8 本章小结88-89
• 第五章 实验与数据89-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 总结91
• 6.2 展望91-93
• 参考文献93-95
• 致谢95-96
• 攻读硕士学位期间发表的论文以及所获专利96

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