生物质能辅助太阳能热发电控制研究

【摘要】：随着世界范围内化石能源的日益紧缺和环境污染的加剧,开发新能源、提高能源利用率已成为世界各国重点关注的课题。太阳能由于其储量巨大且方便清洁,越来越受到人们的青睐。然而由于太阳能热发电系统受天气的影响而具有非常大的不稳定性,为保证系统发电的连续性,需要有蓄热子系统和辅助锅炉子系统来补充能量。由于生物质资源分布广泛且直燃利用技术成熟,采用生物质锅炉进行辅助供能,通过各子系统间的协调配合,不仅能够保证太阳能热发电系统连续稳定运行,而且可以大幅度提升系统的环境效益。本文通过对国内外相关研究文献进行梳理总结,设计出生物质能辅助太阳能热发电系统的构架,详细分析了整个系统的能量流动及工作模式,并将模式归结为四大类。利用最小二乘支持向量机建立太阳能集热器的数学模型,并采用RBF对光照强度(DNI)进行了预测。计算验证表明,所建模型能够较好地模拟太阳能集热器的工作过程,RBF对光照强度的预测结果也比较精确。通过对光照强度的准确预测能够有效解决热发电滞后性所带来的一系列问题。最后,从系统整体角度出发,研究综合协调控制策略。从能量平衡的角度出发,以混合发电系统稳定运行为目的设计出综合协调控制策略,分析如何按照光(太阳能聚光集热系统)、蓄(蓄热系统)、生(生物质辅助锅炉)顺序启动与逆序停止来保证多能量源之间能量的合理分配,采用该策略能够提高系统的稳定性、经济性及环境效益。 【关键词】：太阳能热发电 生物质能 辅助 模式切换 综合协调控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-12
• 1.1.1 太阳能资源概况10-12
• 1.1.2 生物质资源概况12
• 1.2 太阳能热发电技术发展现状12-13
• 1.3 太阳能热发电存在的问题13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 第2章 太阳能热发电及生物质能利用技术15-24
• 2.1 太阳能热发电15-19
• 2.1.1 槽式太阳能热发电15-17
• 2.1.2 塔式太阳能热发电17-18
• 2.1.3 碟式太阳能热发电18-19
• 2.2 生物质能利用技术19-23
• 2.2.1 生物质直接燃烧发电20-21
• 2.2.2 生物质气化发电21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 生物质能辅助太阳能热发电系统结构及模式24-32
• 3.1 生物质能辅助槽式太阳能热发电系统工作原理24-25
• 3.2 生物质能辅助槽式太阳能热发电系统组成25-28
• 3.2.1 槽式太阳能聚光集热系统25-26
• 3.2.2 蓄热系统26-27
• 3.2.3 生物质辅助供能系统27-28
• 3.3 生物质能辅助太阳能热发电可行性分析28
• 3.4 生物质能辅助太阳能热发电模式分类28-31
• 3.4.1 系统能量流动关系28-30
• 3.4.2 系统工作模式30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 系统关键模块建模及光照强度预测32-42
• 4.1 最小二乘支持向量机建模方法32-35
• 4.1.1 最小二乘支持向量机32
• 4.1.2 最小二乘支持向量机算法32-34
• 4.1.3 核函数及相关参数的选择34-35
• 4.2 系统关键模块建模35-38
• 4.2.1 太阳能集热器建模35-37
• 4.2.2 蓄热系统建模37-38
• 4.3 光照强度（DNI）预测38-41
• 4.3.1 太阳能热发电系统数据38-39
• 4.3.2 预测结果分析39-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 系统综合协调控制方案初步设计42-51
• 5.1 系统综合协调控制的必要性分析42-43
• 5.2 系统综合协调控制方案设计43-50
• 5.2.1 综合协调控制的初步分析43-44
• 5.2.2 综合协调控制原则44-45
• 5.2.3 系统综合协调控制策略45-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第6章 结论与展望51-53
• 6.1 结论51
• 6.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果57-58
• 致谢58

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