冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中微型燃?xì)廨啓C(jī)及空調(diào)的仿真與控制.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、人口的不斷增多,人們生活水平的不斷提高,能源消耗迅猛增加,從而導(dǎo)致全球能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻,迫切要求改變能源的利用方式來提高能源的利用效率和降低對環(huán)境的污染。而傳統(tǒng)的供能系統(tǒng)是大機(jī)組、大電網(wǎng)組成的集中供能系統(tǒng),這種供能方式以化石能源為燃料,存在許多問題:產(chǎn)品單一,安全性差;大氣污染問題較嚴(yán)重;電力需求大于供應(yīng),電網(wǎng)建設(shè)速度緩慢與社會(huì)快速發(fā)展不相協(xié)調(diào)。這就要求發(fā)展新的供能模式彌補(bǔ)集中供能系統(tǒng)的不足,分布式冷熱電供

2、能系統(tǒng)(CCHP)是建立在能量的梯級利用基礎(chǔ)上,將發(fā)電、制冷、供熱過程一體化多聯(lián)供能源系統(tǒng),它有諸多優(yōu)點(diǎn):高效、多元化、方便、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等,可作為集中供能系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。國內(nèi)外的很多文獻(xiàn)對冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的研究已經(jīng)做了大量的工作,包括對系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析,系統(tǒng)性能的綜合闡述等,系統(tǒng)的仿真研究也取得比較好的效果。微型燃?xì)廨啓C(jī)和空調(diào)都是CCHP的核心部件,具有很好的發(fā)展前景,對兩者的理論研究和技術(shù)應(yīng)用是目前非常關(guān)注的課題;本課題以更好的實(shí)現(xiàn)其節(jié)

3、能效果、探究其動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性作為出發(fā)點(diǎn),對兩者進(jìn)行了仿真和控制,研究過程也結(jié)合了太陽能沼氣的優(yōu)點(diǎn)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)系統(tǒng)集成分析、熱物理、模糊控制、建模仿真等的相關(guān)理論,以Simulink為平臺(tái)完成下面的主要工作:
　　(1)提出了在冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中從微型燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室通向透平的管道中抽取燃?xì)膺M(jìn)入蒸汽發(fā)生器的思想,以微型燃?xì)廨啓C(jī)作為研究對象,建立起帶抽燃?xì)馕⑿腿細(xì)廨啓C(jī)中各物理部件的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)透平負(fù)載率和抽燃?xì)饴实?/p>

4、變化,運(yùn)用Simulink工具對帶抽燃?xì)馕⑿腿細(xì)廨啓C(jī)變工況運(yùn)行方式進(jìn)行了仿真。
　　(2)以前面所提出的帶抽燃?xì)獾奈⑿腿細(xì)廨啓C(jī)的模型為控制對象,旨在有效地用能,增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)了一種模糊自適應(yīng)PID控制器,運(yùn)用Simulink平臺(tái)對此模型進(jìn)行了仿真控制,仿真結(jié)果表明此系統(tǒng)獲得了良好的控制效果,從而證實(shí)了此設(shè)計(jì)是合理的。
　　(3)試圖將沼氣用于燃燒天然氣的微型燃?xì)廨啓C(jī)。先簡介沼氣微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng),以微型燃?xì)廨啓C(jī)作為

5、研究對象,以模塊化建模方法建立起沼氣微型燃?xì)廨啓C(jī)中各物理部件的數(shù)學(xué)模型,在設(shè)計(jì)不同空燃比下推算燃燒室出口燃?xì)饣瘜W(xué)成分的比例,然后,運(yùn)用Simulink軟件,建立了沼氣微型燃?xì)廨啓C(jī)仿真模型,將微型燃?xì)廨啓C(jī)的沼氣發(fā)電的變工況進(jìn)行了仿真。
　　(4)將清潔的可再生能源太陽能和沼氣聯(lián)合應(yīng)用于微型燃?xì)廨啓C(jī),設(shè)計(jì)了綜合用能發(fā)電模型。運(yùn)用數(shù)值仿真的方法,建立了此模型的基本數(shù)學(xué)模型,用Simulink軟件對模型在不同太陽輻照度下進(jìn)行仿真計(jì)算,仿真

6、結(jié)果能夠很好的反映太陽能沼氣微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)。證實(shí)了此設(shè)計(jì)是合理的。
　　(5)提出了將可再生能源——太陽能和沼氣聯(lián)合驅(qū)動(dòng)吸收式制冷空調(diào)的思想,建立了此系統(tǒng)主要性能參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,按照三種不同的運(yùn)行方案,運(yùn)用Simulink軟件分別建立其仿真模塊并對主要性能參數(shù)進(jìn)行仿真計(jì)算。
　　(6)以變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為控制對象,在所設(shè)計(jì)模糊自適應(yīng)PID控制器的基礎(chǔ)上,并運(yùn)用Simulink對空調(diào)房間溫度的控制進(jìn)行了仿真,達(dá)到了比較