太阳能热发电站热力系统动态特性仿真

【摘要】：随着能源危机和大量使用化石能源带来的环境问题日益严峻，清洁能源吸引了世界各界的目光。太阳能、核能、水能和风能是目前应用最好的四大清洁能源。其中，太阳能热发电是大规模开发和利用太阳能的一个重要方式，已成为世界各国学者研究的重点。较多学者只对太阳能热发电站热力系统中单一设备或者子系统进行了研究，但是对太阳能热发电站整个热力系统研究较少，所以为了保证太阳能热发电站能够稳定、安全地运行，对太阳能热发电站整个热力系统的动态特性进行研究是非常有必要的。本论文以太阳能热发电站热力系统为研究对象，主要研究了在不同运行模式下，太阳辐照变化时热力系统的动态响应。主要工作如下： ①根据模块化建模思想，以设备为单元，将该热力系统分为接收器、油罐、管壳式换热器（壳侧流体是导热油工质、管侧流体是水蒸汽）、蒸汽蓄热器以及汽轮机、凝汽器、除氧器和阀门、泵、管道等模块。 ②采用集中参数法建立了油罐、管壳式换热器、蒸汽蓄热器的数学模型和仿真模型，并改写了以导热油为工质的泵、阀门和管道模块，对所有新建模块进行了测试，并将这些模块加入到MMS模块库中。 ③应用MMS仿真平台，搭建了完整的太阳能热发电站热力系统的仿真模型，进行了仿真模型与实际系统设计值的比较。 ④在此模型基础上，完成了辐照度不同扰动方式（阶跃、斜坡）、不同幅度（5%、10%）、控制系统不同投入状态，以及蓄热系统参与运行等多组仿真试验研究。 通过仿真计算结果与实际系统值的比较和多组动态仿真试验，证明所建模型符合热动力系统运行机理，具有一定仿真精度。在蓄热系统未投入运行和辐照变化较小时，可以通过控制系统的调节作用，使得汽轮机功率逐渐恢复到额定值；辐照变化较大时，蓄热系统投入运行，可以有效地降低辐照对汽轮机功率的影响。本文的研究结果为进一步研究控制策略和运行方式奠定了基础。 【关键词】：太阳能热发电站 热力系统 模型 仿真 动态特性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题研究的背景8-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 仿真工具简介15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 2 仿真对象介绍与主要模块数学模型17-35
• 2.1 仿真对象介绍17-21
• 2.2 主要模块数学模型21-34
• 2.2.1 换热器模块数学模型21-24
• 2.2.2 蒸汽蓄热器数学模型24-26
• 2.2.3 油罐数学模型26-27
• 2.2.4 透平模块数学模型27-29
• 2.2.5 凝汽器模块数学模型29-31
• 2.2.6 除氧器模块数学模型31-32
• 2.2.7 管道模块数学模型32-34
• 2.2.8 PID 控制器模块34
• 2.3 本章小结34-35
• 3 仿真模型建立与系统动态特性分析35-51
• 3.1 模块验证35-36
• 3.1.1 管壳式换热器模块验证35
• 3.1.2 蒸汽蓄热器模块验证35-36
• 3.2 仿真模型的简化36
• 3.3 仿真模型的建立与稳态验证36-38
• 3.4 热力系统开环动态响应38-43
• 3.4.1 辐照阶跃扰动仿真实验38-40
• 3.4.2 辐照斜坡扰动仿真实验40-43
• 3.5 热力系统闭环动态响应43-50
• 3.5.1 辐照阶跃扰动仿真实验44-47
• 3.5.2 辐照斜坡扰动仿真实验47-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 蓄热系统参与运行模式下系统动态响应51-61
• 4.1 蓄热系统充热运行模式51-55
• 4.2 蓄热系统放热运行模式55-60
• 4.3 本章小结60-61
• 5 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录68
• 作者在攻读学位期间发表的论文目录：68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

塔式太阳能热力发电技术进展    廖葵;龙新峰;

八达岭太阳能塔式热发电吸热器水动力特性仿真研究    高维;徐蕙;徐二树;余强;

太阳能热发电技术产业发展现状与展望    杜凤丽;原郭丰;常春;卢智恒;

光热发电 光伏发电之后的生力军    

管壳式换热器动态特性分析    张雯,应启戛,杨希明

蒸汽蓄热器的原理及应用    张渝;段琼;彭岚;

管壳式换热器壳程流动和传热的数值模拟研究进展    吴金星,王定标,魏新利,刘宏

腔式太阳能水/蒸汽吸热器给水全程控制系统的设计    郭铁铮;刘国耀;刘德有;许昌;郭苏;

太阳能热发电蓄热系统的混杂建模与仿真    赵敏;赵豫红;周立芳;

蒸汽蓄热器运行特性分析    赵智慧;刘立军;

挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算与分析    潘宝霞;贾朝阳;

复合墙体室内温度响应研究    许建柳;

地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型    李茜;苏华;李晓虹;张燕;

化学工程技术的几个热点与发展趋势    陈惜明;彭宏;

CSP连轧过程变形的有限元分析    李传瑞;王立涛;葛仁余;余小鲁;陈志浩;

农产品加工的供热管道在传输过程中的热损耗分析    宋如敏;王恒青;

大气与真空下功率VDMOS散热特性研究    丁凯凯;冯士维;郭春生;刘静;

对于改进国产内燃机车冷却系统的几项建议    刘达德;

环境试验设备的状态空间法仿真设计    翟唤春,尚娜,王浚

热障涂层红外热无损检测的建模和有限元分析    郭兴旺;丁蒙蒙;

圆柱形烟花热自燃数学模型研究    季玲玲;周光魏;寇智慧;赵保国;杜志明;郭泽荣;

太阳能空气集热器传热性能实验研究    魏琪;赵俊;

能耗统计在建筑节能工作中的应用    介鹏飞;李德英;

电解槽保温技术的应用与探讨    贺建忠;幸利;马康康;

先进控制在烯烃厂碳二加氢反应器的应用    吕媛媛;张岩;刘蕾;

斯特林热机逆流换热式回热器    孔令斌;

水下湿法焊接温度场的数值模拟    赵博;武传松;

双辊带材铸轧侧封技术中熔融钢液液面宽度对侧封板所受温度场和应力场的影响    宋小伟;孙斌煜;

结构构件耐火隔热性计算模型    张靖岩;史毅;吕振纲;仝玉;王礼;

基于性能化的大空间建筑钢结构防火设计    田立柱;朱国庆;张国维;

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究    姚栋伟

槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化    朱登亮

高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究    李国富

太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究    阎秦

褐煤提质及其燃烧行为特性的研究    李先春

活化生土基低碳节能村镇建筑材料研究    谭晓倩

温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究    程秀花

面向环保的高速全自动冷镦机优化研究与系统实现    徐高春

高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究    侯建军

矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断    亓玉栋

热电厂能量利用与节能技术改造研究    李华

井下工具油浸试验装置温度控制系统分析    赵达

纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块墙的研究与开发    刘永

钢管组对机总体方案设计及关键技术研究    王建秋

扁管管壳式换热器数值模拟研究    罗富强

燃气轮机化学回热实验台总体控制系统研究    路兴旺

增压锅炉过热器动态性能仿真研究    曹和平

渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究    徐义洪

大容量超临界直流锅炉锅内过程全工况实时仿真数学模型及动态特性    徐二树,李恕康,孙志英,宋之平

国家能源结构调整的战略选择——加强可再生能源开发利用    刘全根

XR100-2.86蓄热器设计调试简析    高云 ,唐卉

联合循环中蒸汽底循环系统稳态全工况特性模型及计算分析    胡剑辉,林汝谋

锅炉汽水系统动态过程仿真    郭喜燕,杨勇平,宋之平

几座塔式太阳热能发电站    曾山

蒸汽蓄热器容积及蓄热量的计算方法    周根明，姚寿广

管壳式换热器瞬态换热性能分析    孙宝芝;曹民侠;赵嘉明;李彦军;

蓄热技术在聚焦式太阳能热发电系统中的应用现状    左远志;丁静;杨晓西;

熔融盐斜温层混合蓄热单罐系统及其实验研究    左远志;李熙亚;

智能控制技术在大型火电机组给水全程控制系统中的应用研究    刘文军

中国太阳能热发电站选址模型研究    王劲峰;孟斌;李连发;

透视太阳能热发电    本刊编辑部;

发展太阳能热发电 改变能源消耗结构——访国家新能源工程技术研究中心首席专家何梓年研究员    马珉;吕学谦;

陶氏高温导热油在太阳能热发电的应用    

太阳能热发电技术现状及发展    汤延令;

太阳能热发电技术研究现状    李京光;李彦斌;曹淦;

“2008年太阳能热发电技术三亚国际论坛”举办通知    

塔式太阳能热发电吸热器技术研究进展    杨敏林;杨晓西;左远志;

太阳能热发电技术与系统    杨敏林;杨晓西;林汝谋;袁建丽;

太阳能热发电的优势和困境    刘景丽;

中广核集团国家级研发中心添新丁——国家能源太阳能热发电技术研发中心获批    

太阳能热发电技术发展综述    李万杰;朱静;元复兴;马培元;庞博;

北京八达岭太阳能热发电站集热定日镜    李欣;

太阳能热发电用莫来石-堇青石复相陶瓷低温制备与性能研究    徐晓虹;马雄华;吴建锋;张锋意;徐瑜;陈旭秋;

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析    吴建锋;焦国豪;徐晓虹;方斌正;冷光辉;赵芳;

加快沙漠太阳能热发电研究和建设    采访记者　李海秀

“太阳能热发电”何时热    郭京慧

太阳能热发电受全球追捧    张忠霞

全球太阳能热发电迎来复苏期    赵瑞

槽式太阳能热发电核心技术获突破    陈国春

太阳能热发电核心技术国产化    卢曦

国内最大太阳能热发电项目落户内蒙古    记者 王薇薇

太阳能热发电将掀新一波投资潮    本报记者 钟银燕

海南可成太阳能热发电技术研究基地    记者 郭景水　卓上雄 实习生 石挺恋

太阳能热发电火热启动    卢曦

槽式太阳能热发电站微观选址的方法研究    赵明智

太阳能热发电蓄热系统控制策略的研究    薛颖

塔式太阳能热发电蒸汽系统建模与控制    李雅哲

槽式太阳能热发电系统性能分析    田素乐

碟式太阳能热发电蒸汽温度与压力控制系统研究    吴光波

太阳能热发电储热陶瓷锅炉材料的研究    邹世轩

太阳能热发电用储热混凝土的制备与储热单元热应力模拟分析    童雨舟

槽式太阳能热发电系统热性能研究    张民幸

塔式太阳能热发电站的混杂系统建模与仿真    赵敏

太阳能热发电中的光能传递模拟    鲍鹏

塔式太阳能热发电机组的控制策略研究    赵毅勇