碟式太陽能熱發(fā)電蒸汽溫度與壓力控制系統(tǒng)研究.pdf

1、在能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)峻的背景下，開發(fā)利用太陽能等可再生能源成為人類迫切的需求。碟式太陽能熱發(fā)電是太陽能熱利用中最有潛力的技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。由于太陽輻射的不穩(wěn)定性，蒸汽溫度與壓力控制系統(tǒng)一直是太陽能熱發(fā)電的瓶頸。本文依托國家863項目“太陽能熱發(fā)電金屬相變儲熱技術(shù)及儲熱鍋爐研究”，針對碟式太陽能熱發(fā)電中的蒸汽溫度與壓力控制問題，進(jìn)行了研究。
　　 (1)闡明了碟式太陽能熱發(fā)電的基本原理，總結(jié)了系統(tǒng)中所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)

2、，包括聚光器、吸熱器、跟蹤控制、儲熱材料、太陽能熱機(jī)。對聚光器-吸熱器的能量進(jìn)行分析，介紹了碟式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)平臺。
　　 (2)根據(jù)汽包水位被控對象的動態(tài)特性，設(shè)計了模糊PID自整定控制器，仿真結(jié)果表明:模糊PID自整定汽包水位控制系統(tǒng)，在水位給定值階躍變化、蒸汽流量階躍擾動、給水流量階躍擾動下，基本無振蕩，無超調(diào)，響應(yīng)快，穩(wěn)態(tài)誤差小，有較好的控制品質(zhì)，控制效果優(yōu)于串級三沖量汽包水位控制系統(tǒng)。
　　 (3)根據(jù)過熱蒸

3、汽溫度被控對象的動態(tài)特性，基于多容慣性標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)，設(shè)計了狀態(tài)反饋控制器，仿真結(jié)果表明:狀態(tài)反饋過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)，在減溫水流量階躍擾動下，基本無振蕩，無超調(diào)，動態(tài)過渡時間短，穩(wěn)態(tài)誤差小，有較好的控制品質(zhì)，控制效果優(yōu)于串級過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)。
　　 (4)根據(jù)主汽壓被控對象的動態(tài)特性，結(jié)合廣州地區(qū)的日照因素和氣溫因素，利用A(l)-Si合金相變材料的特點(diǎn)，計算出主蒸汽壓力傳遞函數(shù)的遲延時間?；谥髡羝麎毫Φ慕惦A近似模型和二次

4、型最優(yōu)控制理論，設(shè)計了主蒸汽壓力次優(yōu)控制器，仿真結(jié)果表明:主蒸汽壓力線性二次型次優(yōu)控制系統(tǒng)，在熱源量階躍擾動下，動態(tài)過渡時間短，控制過程平穩(wěn)，但是仍然無法消除穩(wěn)態(tài)誤差。
　　 (5)針對碟式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)平臺，設(shè)計了自動控制工藝流程。對西門子S7系列PLC進(jìn)行了比較分析，最終選擇了西門子S7-200PLC。對系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備進(jìn)行地址分配，設(shè)計了外圍硬件線路，包括:電源模塊、處理器模塊、模擬量擴(kuò)展模塊。開發(fā)了簡易蒸汽溫度與壓