基于煤層氣的分布式能源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性仿真研究.pdf

1、山西省煤層氣儲(chǔ)量大，分布集中，具有突出的開發(fā)和利用價(jià)值，尤其是低濃度煤層氣，難以長(zhǎng)距離輸送，就地利用是最佳方案，所以基于煤層氣的分布式熱電冷能源技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。作為一種梯級(jí)能量利用系統(tǒng)，分布式能源具有節(jié)能環(huán)保、高效可靠、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。本文以建立的基于煤層氣的分布式能源系統(tǒng)為研究對(duì)象，開展動(dòng)態(tài)特性研究，以為該分布式能源系統(tǒng)集成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。
　　基于煤層氣的分布式能源系統(tǒng)以燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力核心，集成了包括雙壓余

2、熱鍋爐、汽輪機(jī)、單效溴化鋰吸收式熱泵等設(shè)備，額定發(fā)電量為800kW，制熱量為300kW，制冷量為129kW。
　　本文基于模塊化建模方法，對(duì)分布式能源系統(tǒng)各部分進(jìn)行合理劃分，并分別建模。對(duì)內(nèi)燃機(jī)采用平均值法建模，并引入燃燒和排放模型，考慮煤層氣組分濃度改變對(duì)系統(tǒng)性能的影響；將余熱鍋爐分為單相介質(zhì)換熱模型和蒸發(fā)系統(tǒng)模型，依據(jù)換熱器結(jié)構(gòu)確定煙氣側(cè)和工質(zhì)側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)；對(duì)汽輪機(jī)采取靜態(tài)特性加入動(dòng)態(tài)一階環(huán)節(jié)的方法建模；采用集總參數(shù)法建立蒸

3、汽型單效溴化鋰吸收式熱泵模型。
　　在Matlab/Simulink平臺(tái)上，建立分布式能源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型。利用仿真穩(wěn)態(tài)性能數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的正確性與合理性。在此基礎(chǔ)上，研究煤層氣流量、煤層氣組分濃度、汽輪機(jī)抽汽量、冷卻水流量、低溫水流量和低溫水入口溫度階躍對(duì)機(jī)組電、熱、冷負(fù)荷和性能的影響，結(jié)果表明內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)動(dòng)態(tài)變化迅速，平均響應(yīng)時(shí)間約5~10s，余熱鍋爐和吸收式熱泵慣性較大，平均響應(yīng)時(shí)間約1000~1500s。