论文部分内容阅读
可再生新能源的利用有效降低了化石能源的消耗,减轻了由能源存储量减少引发的对人们生产生活的影响。风能发电、光伏发电等趋于饱和,导致弃电情况的出现,同时,随机性与不可控性给其发电并网带来极大的挑战。太阳能热发电技术是一种间接发电技术,集热设备通过汇聚吸收光辐射产生电能,先将光能集于蒸汽然后用于发电,由于热能的传递具有大延迟的特性,减轻了由于太阳光照间歇性带来的波动;作为一种新兴的可控型新能源利用形式,太阳能热发电弥补了光伏发电太阳能利用率随元件表面温度升高而降低的不足,同时高聚光比提升了能源利用率;此外,太阳能热发电系统可与燃气轮机联产系统等传统发电设备配合发电,减少了化石燃料的使用及设备成本的投入,而提高了调度灵活性与可靠性,提升了运行效率。
当太阳能联产系统中负荷发生变动时,功率差值一般按各部分容量分配到各子模块进行系统调整。但联产系统中不同发电设备响应速度差异导致供能侧输出功率不能及时跟随负荷变化,增加了系统调节时间,甚至影响系统稳定运行。针对该问题,本文研究并提出针对太阳能热发电与燃气轮机组成的联产系统的惯性功率补偿优化控制新方法。
本文通过对由太阳能热发电子系统和燃气轮机联合循环子系统组成的太阳能联产系统进行研究,分析其机理过程,建立动态模型;针对不同能源设备调节响应速度差异问题,提出惯性功率补偿方法,在恒定负荷、负荷波动及存在扰动等多种场景下,与无补偿、增益补偿下系统动态调节进行对比,验证了所提功率调节方法的有效性。在此基础上,对结构复杂、非线性的太阳能联产系统进行耦合分析,并利用小增益方法进行系统线性化,得到线性化多变量系统,设计混合H2/H∞控制器,并应用智能算法进行惯性时间常数的优化,既能保证系统动态性能,又可维护系统鲁棒稳定性,提高控制器控制精度,提升系统动态性能。
当太阳能联产系统中负荷发生变动时,功率差值一般按各部分容量分配到各子模块进行系统调整。但联产系统中不同发电设备响应速度差异导致供能侧输出功率不能及时跟随负荷变化,增加了系统调节时间,甚至影响系统稳定运行。针对该问题,本文研究并提出针对太阳能热发电与燃气轮机组成的联产系统的惯性功率补偿优化控制新方法。
本文通过对由太阳能热发电子系统和燃气轮机联合循环子系统组成的太阳能联产系统进行研究,分析其机理过程,建立动态模型;针对不同能源设备调节响应速度差异问题,提出惯性功率补偿方法,在恒定负荷、负荷波动及存在扰动等多种场景下,与无补偿、增益补偿下系统动态调节进行对比,验证了所提功率调节方法的有效性。在此基础上,对结构复杂、非线性的太阳能联产系统进行耦合分析,并利用小增益方法进行系统线性化,得到线性化多变量系统,设计混合H2/H∞控制器,并应用智能算法进行惯性时间常数的优化,既能保证系统动态性能,又可维护系统鲁棒稳定性,提高控制器控制精度,提升系统动态性能。