微型燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成優(yōu)化與動(dòng)態(tài)運(yùn)行規(guī)律研究.pdf

1、分布式能源系統(tǒng)集節(jié)能、環(huán)保和高安全等優(yōu)勢(shì)于一身，是緩解能源危機(jī)，減少環(huán)境污染和溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效途徑。作為分布式能源系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，微型燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱MGT-CCHP系統(tǒng)）是提供清潔、可靠、高質(zhì)量、多用途的小型分布式能源的最佳方式之一。國(guó)內(nèi)外對(duì)MGT-CCHP系統(tǒng)集成前后的靜態(tài)性能已有較為深入的研究，但對(duì)部分設(shè)備及集成后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)機(jī)理、控制規(guī)律和優(yōu)化特性仍缺乏足夠認(rèn)識(shí)，以至于在MGT-CCHP系統(tǒng)的

2、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行等方面均遇到一定的困難。本文通過(guò)建立MGT-CCHP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性模擬、協(xié)調(diào)控制和集成優(yōu)化環(huán)境，運(yùn)用數(shù)值模擬方法，對(duì)MGT-CCHP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)機(jī)理、控制規(guī)律和優(yōu)化特性進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。
　　論文針對(duì)MGT-CCHP系統(tǒng)配置優(yōu)化中模型精度和求解便捷難以兼顧的問(wèn)題，提出了基于設(shè)備3E變工況模型的MGT-CCHP系統(tǒng)集成特性建模方法，建立了能同時(shí)反映系統(tǒng)能耗、經(jīng)濟(jì)和污染物排放變工況特性的MGT-CCHP系統(tǒng)配置優(yōu)化模

3、型，提高了配置優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度;將配置優(yōu)化的求解問(wèn)題分解為可行方案的篩選和運(yùn)行策略的優(yōu)化問(wèn)題，從結(jié)構(gòu)形式和負(fù)荷匹配兩個(gè)層面提出了適用的預(yù)定篩選策略，避免了配置組合量爆炸式增長(zhǎng)，同時(shí)提高了可行方案質(zhì)量;提出等微增運(yùn)行優(yōu)化法，使得多設(shè)備多負(fù)荷耦合下的MGT-CCHP系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題求解更為便捷。
　　論文提出了模塊化、通用化、分區(qū)集總和機(jī)理為主的建模思路，突破了MGT-CCHP系統(tǒng)設(shè)備形式和組合形式的限制，兼顧模型通用性和精

4、度要求，首次建立了反映可調(diào)回?zé)崾組GT-CCHP單元型和多元型集成系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行規(guī)律的數(shù)學(xué)模型;基于Matlab/Simulink平臺(tái)，提出了分布參數(shù)環(huán)節(jié)、微分方程左右均含微分項(xiàng)的環(huán)節(jié)以及微分方程組和代數(shù)方程組強(qiáng)耦合環(huán)節(jié)等復(fù)雜模型的預(yù)處理和求解思路，實(shí)現(xiàn)了MGT-CCHP系統(tǒng)的二次建模;建立了MGT-CCHP各設(shè)備及單元型和多元型集成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)值仿真和調(diào)試環(huán)境，為MGT-CCHP系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和機(jī)理研究提供了重要平臺(tái)。論文以80kW可調(diào)回

5、熱式微型燃?xì)廨啓C(jī)和425kW溴化鋰雙效吸收式制冷機(jī)組成的MGT-CCHP系統(tǒng)為例，進(jìn)行了靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬研究。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，定量和定性深入分析了各集成設(shè)備及單元型和多元型MGT-CCHP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，揭示了MGT-CCHP系統(tǒng)主要參數(shù)的變化規(guī)律及各參數(shù)間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系。
　　論文提出了MGT-CCHP系統(tǒng)動(dòng)態(tài)機(jī)理模型的簡(jiǎn)化方法，建立了適用于控制的冷熱電聯(lián)供傳遞函數(shù)模型，為配置結(jié)構(gòu)靈活、設(shè)計(jì)參數(shù)多樣的MGT-CCHP系統(tǒng)

6、的控制建模提供了重要參考;研究了單元型和多元結(jié)構(gòu)型可調(diào)回?zé)崾組GT-CCHP系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，提出了以微型燃?xì)廨啓C(jī)排煙溫度為關(guān)鍵狀態(tài)量的分解補(bǔ)償策略，基于多變量頻域設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了MGT-CCHP單元機(jī)組的冷熱電協(xié)調(diào)控制;以母管煙氣能量輸入輸出平衡為中心，設(shè)計(jì)了多元結(jié)構(gòu)型MGT-CCHP系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了微型燃?xì)廨啓C(jī)群和溴化鋰制冷機(jī)群的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
　　論文創(chuàng)新性地運(yùn)用混合邏輯建模方法建立了適用于無(wú)蓄能并網(wǎng)MGT-CCHP系