论文部分内容阅读
在当前环境污染日趋严峻和能源储量不断减少的双重形势下,新能源技术的研究开发应用成为当前能源技术领域的一大热点。太阳能热发电以其清洁无污染和储量丰富分布均匀的特点吸引了各国政府和研究者的关注。太阳能热发电技术是一种有别于传统薪柴和化石燃料的新型能源,对环境无污染,开发利用过程中能够做到绿色环保。开发和利用太阳能资源是一种能源可持续发展方式。西方发达国家如美国、西班牙、意大利等国已经有成功商业化运营的多座各类太阳能热发电电站。而我国在太阳能热发电领域的研究应用还比较薄弱,工程建设还不规范,需要政府和研究人员关注和加大投入。本文对当前主流的太阳能热发电技术进行了调研,介绍了以塔式和蝶式为代表的点聚焦热发电模式以及以槽式和菲涅尔式为代表的线聚焦热发电模式。分析了各种模式的太阳能热发电的优势和不足。介绍了槽式太阳能热发电系统的构成,如聚光集热系统、储热系统和蒸汽轮机发电系统。然后,本文对太阳能槽式直接蒸汽热发电系统的构成进行了介绍,并对该控制系统的循环泵控制回路、中段汽水分离器控制回路、末端汽水分离器液位控制回路、镜场出口蒸汽压力控制回路和镜场出口蒸汽温度控制回路进行了分析。该系统是个很复杂的非线性系统,并且具有大惯性、滞后时间长、参数时变等特点。由于气象变化等形成的太阳能辐射不稳定,会增加热发电系统的温度和压力控制难度。蒸汽温度是贯穿于整个系统的重要参数,从聚光集热镜场到传热换热过程再到蒸汽发电,是一个重要的控制对象。再加之温度、压力和流量之间耦合关系,使得对于温度的控制变得更为复杂。所以利用传统的PID控制技术实现系统的稳定性要求相对困难。为了达到满意的控制品质,则需要寻求更优的控制算法和设计方案。本文从基本的智能算法出发,针对出口蒸汽温度系统,提出了模糊自适应PID控制策略、基于BP神经网络PID的控制策略和利用混合软计算方法对以上两种控制策略进行优化。本文针对太阳能热发电的聚光集热场出口蒸汽温度的仿真研究全部基于软件MATLAB/simulink。本文设计并完成了模糊自适应PID控制方案,仿真结果表明控制系统最终达到了稳定状态,但是存在上升缓慢和进入稳定状态较慢的问题。而后本文设计并完成了基于BP神经网络PID的控制方案。仿真结果表明控制系统最终能够很快的进入稳定状态,上升时间相对较长。最后,总结全文,并对仿真研究中遇到的问题和不足之处提出了建议。