不同集成方案下ISCC系统动态性能研究

太阳能热互补联合循环发电系统（ISCC）作为一种清洁高效的发电方式被人们广泛关注。以三压再热联合循环互补槽式太阳能集热场的ISCC系统为研究对象展开分析,在传统的槽式ISCC系统（太阳能取代高压蒸发器（系统1））基础上,提出了太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器（系统2）和太阳能集热场同时取代高、中、低压3个蒸发器（系统3）2种新型槽式ISCC系统,并在典型天运行工况下,对以上3种系统展开了动态性能分析。结果表明：3种系统在适当的运行策略指导下,不仅可以实现系统安全稳定运行,还可大大减缓太阳能波动对ISCC系统负荷输出带来的影响;典型天运行工况下,3种系统中太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器新型槽式ISCC系统热力性能较优。     

直接蒸汽发电槽式太阳能集热器蒸汽温度自抗扰控制

直接蒸汽发电(DSG)槽式太阳能集热器蒸汽温度具有大滞后、非线性、动态特性随工况变化明显及无法精确建模等特点,常规的PID控制方案难以取得满意的控制效果。本文基于自抗扰控制思想,通过引入虚拟控制量,对DSG槽式太阳能集热器蒸汽温度去除纯滞后环节的剩余对象设计自抗扰控制器,获得与其相应的虚拟控制量。然后利用跟踪微分器由虚拟控制量推测得到实际控制量,从而控制减温水流量调节蒸汽温度。实验仿真结果表明,本文提出的自抗扰控制方案能够在不同蒸汽压力工况下,克服DSG槽式太阳能集热器蒸汽温度对象动态特性变化和大滞后,对蒸汽温度指令信号阶跃实现快速准确跟踪,全程无超调,调节品质明显优于传统PID控制方案。     

太阳能燃气联合循环系统典型日逐时特性分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环（ISCC）为研究对象,结合热力学第一定律和第二定律对太阳能集热场及ISCC系统整体在4个典型日的热力学逐时特性进行研究。结果表明:随着太阳能辐射强度的增加,太阳能侧发电量也随之增加,而燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP）系统发电量逐渐减小,形成互补趋势;随着太阳能辐射强度的增加,太阳能集热场的工质流量、集热场效率和光电转换率随之增加,ISCC系统的燃料基热效率和?效率也随之增加,而?损率逐渐减小,表明太阳能集热场的启 用可以提升ISCC系统性能;对系统主要评价指标进行分析,得出系统年太阳能侧发电量 为27.25 MW·h,年燃料节约率为3 664.6 t,年CO2减排量为10 077.66 t,年节省燃料费用为1 210.64 万元。该研究可为ISCC系统的设计及改造提供理论依据。     

超超临界机组二模态过热蒸汽温度控制策略研究

由于过热蒸汽温度具有非线性、大时变、大迟延等特点,传统PID串级控制在工况变化时难以取得较好的控制效果。对此,将内模控制与模糊控制相结合,并引入多模型理念,提出了基于内模原理和模糊控制的二模态控制方案,对国电布连电厂超超临界660MW机组直流锅炉过热蒸汽温度串级控制系统进行改进,将改进后的控制策略用于EDPF-NT DCS。结果表明,改进后的控制系统较传统过热蒸汽温度PID串级控制系统具有更强的负荷适应能力和鲁棒性,在机组负荷变化较大时仍具有良好的控制品质。     

DSG槽式太阳能集热器非线性分布参数模型及动态特性

直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能热发电系统的集热器长度一般很长,且具有明显的分布参数特征。因此,建立DSG槽式太阳能集热器的非线性分布参数模型,以DSG集热器入口工质温度、质量流量和出口压力为边界条件,采用迎风格式的有限差分法对模型进行离散求解。仿真研究了DSG集热器主要参数在太阳辐射强度、给水温度和给水流量变化等扰动工况下的响应特性,结果与文献实验结果基本一致,验证了模型的正确性。结果表明:太阳辐射强度降低时,出口工质温度下降得很快;给水流量或给水温度小幅下降时,出口工质温度和流量都会滞后响应且变化显著;DSG集热器出口工质流量在某些情况下会发生脉动,实际应用中应避免脉动状态的发生或降低其影响。     

DSG槽式太阳能集热系统数学模型及动态特性

该文利用数学模型研究了直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能集热系统的动态特性。建立了DSG 槽式太阳能集热系统非线性集总参数数学模型。对于DSG集热系统中的蒸发环节,分别建立了其在3种可能运行方式下的移动边界模型,并给出了在蒸发环节运行方式发生变化时,数学模型的切换方法。通过数值仿真实验,研究了DSG槽式太阳能集热系统在太阳辐射强度变化及给水流量变化等主要扰动工况下的响应特性,分析了蒸发环节运行方式发生变化时系统主要参数的动态行为。     

基于PLC的槽式光热太阳能追踪控制系统的研究与应用

针对传统槽式太阳能追踪控制系统跟踪精度较低导致的太阳能利用效率降低的问题,设计一种槽式光热太阳能追踪控制系统。基于太阳位置算法（solar position algorithm,SPA）建立槽式光热单轴追踪数学模型,研究聚光器布置方式对系统运行特性的影响。搭建样机试验系统,基于可编程逻辑控制器（programmable logic controller,PLC）设计跟踪控制逻辑,通过自定义嵌入式编程实现高精度算法在控制器中的应用。提出一种根据跟踪角偏差运算进行间歇控制的策略,使用中高压双液压缸推挽式驱动方式推动集热槽旋转,实时跟踪太阳位置。阐述PLC控制系统软硬件架构、功能模块及控制流程,采用控制器双机冗余配置及监控双网配置。运行数据表明：系统结构简单,维护方便,跟踪精度较高。     

基于PLC的槽式光热太阳能追踪控制系统的研究与应用

针对传统槽式太阳能追踪控制系统跟踪精度较低导致的太阳能利用效率降低的问题,设计一种槽式光热太阳能追踪控制系统。基于太阳位置算法（solar position algorithm,SPA）建立槽式光热单轴追踪数学模型,研究聚光器布置方式对系统运行特性的影响。搭建样机试验系统,基于可编程逻辑控制器（programmable logic controller,PLC）设计跟踪控制逻辑,通过自定义嵌入式编程实现高精度算法在控制器中的应用。提出一种根据跟踪角偏差运算进行间歇控制的策略,使用中高压双液压缸推挽式驱动方式推动集热槽旋转,实时跟踪太阳位置。阐述PLC控制系统软硬件架构、功能模块及控制流程,采用控制器双机冗余配置及监控双网配置。运行数据表明：系统结构简单,维护方便,跟踪精度较高。     

过热汽温模糊内模控制器的设计

基于内模控制理论，针对电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点，设计了一种FPID(模糊PID)控制系统，内回路采用比例控制；外回路采用模糊内模控制。仿真结果表明，设计的控制器具有良好的位置跟随特性。     

槽式太阳能聚光集热系统模拟研究

针对抛物槽式太阳能聚光集热系统光学及几何特性随季节和时间不断变化,需要实时反映单位聚光集热量和集热效率使换热系统精确地蓄、放热,以提高太阳能热发电效率,建立了集热系统数学模型,利用酒泉地区春分、夏至、冬至的实测气象数据对抛物槽式太阳能聚光集热系统进行模拟研究。结果表明,在太阳直射辐照度相同的情况下,太阳入射角越小,集热效率越高。模拟结果将为槽式太阳能电站换热储热系统提供理论依据。     

槽式太阳能热发电集热器型式及传热介质性质对电站经济性影响

基于槽式太阳能热发电技术特点,综述国内外槽式太阳能热发电站集热器及吸热传热介质主要形式.研究在相同外部条件下采用欧槽配常规联苯/联苯醚合成导热油和采用终极槽配硅油不同方案的系统配置、发电量影响分析及经济性测算.通过两种方案的对比分析提出采用终极槽配硅油方案对提高槽式太阳能热发电技术经济性的影响,为槽式太阳能热发电技术的...     

槽式太阳能热发电工程导热油管道连接件选型分析

分别介绍了目前槽式太阳能热发电工程主要采用的2种型式导热油管道连接件(旋转接头和金属软管)的类型、结构、性能及特点;以某50 MW槽式太阳能热发电工程为例,通过技术经济比较后认为:如果"金属软管+活节"每个套组的投资成本小于0.7625万元,则采用此方式合适;若投资成本大于0.7625万元,则采用"旋转接头+焊接钢管"方式较合适。     

基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统研究

采用一阶时滞模型作为主蒸汽温度广义被控对象模型,设计基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统。在不同典型工况辨识得到不同对象模型参数,根据模型参数和模糊自适应规则自动整定控制器参数。对所设计的控制系统进行仿真和实际应用。结果表明,在外部扰动或模型不能准确匹配及不同工况运行时,此控制策略较传统串级PID控制和Smith预估控制具有更好的控制品质。     

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

Adaptive repetitive control for resonance cancellation of a distributed solar collector field

This paper deals with modelling and control of the outlet temperature in a distributed solar collector field. The resonance dynamics characteristics of this kind of system are similar to those of tubular heat exchangers in the closed‐loop system bandwidth when fast responses are required. Simple low‐order rational models are unable to capture the resonance dynamics, which can be excited by changes in both the heat transfer fluid flow and solar irradiation. This paper proposes a new model derived from a similar model for a tubular heat exchanger. This model allows the use of low‐order controllers, which can be extended to an adaptive control scheme to account for varying resonance frequencies, as a new functionality achieving fast, well‐damped responses. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于内模控制的再热汽温控制系统

采用内模控制算法对国产２００ＭＷ火电机组带汽汽换热器的多变量再热汽温系统进行控制系统分析与设计。采用了Ｖ规范型控制结构;为使主通道时间迟延最小,对被控对象进行了补偿设计;给出了能实现解耦且无纯微分环节的控制器设计步骤;详述了滤波阵的设计目的和过程。最后对所设计的再热汽温控制系统进行了仿真。结果表明,该汽温控制系统具有优良的控制品质。     

Memory‐based IMC tuning of PID controllers for nonlinear systems

This paper describes a new memory‐based proportional, integral, derivative (PID) controller design. These PID parameters are tuned by the IMC‐PID method, which is derived from the relationship between the internal model control (IMC) and PID control. The IMC‐PID has a user‐specified parameter that greatly influences the control performance. The authors have already proposed a system identification scheme based on the memory‐based approach. In this paper, a new controller design scheme is discussed, whose system parameters and the corresponding suitable user‐specified parameter are simultaneously computed. Finally, the behavior of the newly proposed control scheme is examined in a simulation example. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

感应电动机交-交变频调速系统的双内模控制研究

基于先进的内模控制理论,提出了一种双内模控制结构,将内模控制拓展应用到多环控制的感应电动机交-交变频调速系统的外环;仿照调速系统调节器的工程设计方法,提出了基于内模控制原理的调速系统调节器设计原则,并进行了调节器设计.所设计的电流调节器为PI结构、磁链和转速调节器为PI或PID结构,但都只有一个可调参数,结构简单,参数调整方便.仿真实验表明,采用内模控制后,系统的输出动态性能优于工程设计方法设计的动态性能.