您的位置: turnitin查重官网> 下载中心 >基于燃气轮机/燃料电池联合发电分布式发电系统建模仿真

基于燃气轮机/燃料电池联合发电分布式发电系统建模仿真

收藏本文 2024-01-18 点赞:18385 浏览:75547 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:分布式发电是指接近用户侧用于用户需求的小型发电系统。常见的分布式发电形式利用多种能源并且环境友好;同时分布式电源靠近用户侧传输损耗小,可以热电联产、冷热电联供的形式提高能源的利用效率。因此从节能环保、可持续发展的角度,分布式发电技术被是一种极有发展前途的发电技术。相对于常规发电,分布式发电技术的研究开展的比较晚。因此加强对分布式发电的计算模型、控制规律以及并网运行后对系统各影响研究是非常必要的。分布式发电能源利用形式广泛,利用单一能源利用形式存在利用效率低、出力随机性波动性大、以及控制困难等各种问题,探索多种分布式能源利用形式的研究的热点。燃气轮机/燃料电池(MGT/FC)联合发电系统具有高效、环境友好、发电成本较低等优点,将会分布式发电系统的主要形式之一,我国天然气资源的开发利用,MGT/FC联合发电系统将有可能在我国广泛的应用。本论文MGT/FC联合发电系统建模和MGT/FC对电力系统若干影响的分析展开研究。论文综述了国内外MGT/FC建模、分析的最新进展,对MGT、FC及两者的联合发电系统建模仿真及对电力系统影响的分析展开工作,在以下几取得研究成果:(1)热力、气动机理模型和参数辨识数据,建立了反映简单回热循环单轴燃气轮机主要动态特征和控制关系的模块化仿真模型;开展了永磁发电机与整流相的整体简化建模研究,推导出具有不可控整流的永磁发电机外特性方程,建立了整体仿真模型;(2)从固体氧化物燃料电池电化学模型入手,建立SOFC电极、电池单体以及堆栈系统三个层面的数学模型。在燃料电池(SOFC)单体及堆栈系统数学模型的基础上,对模型做了的简化处理,适用于电力系统仿真分析使用的简化仿真模型;(3)分析底层循环和顶层循环两种联合发电形式,建立用于MGT/FC联合发电系统仿真模型;(4)设计了电流正弦脉宽调制(PWM)串级双环PI调节的并网运行电压型逆变器接口的综合控制系统,实现并较好地保持系统的拟负荷运行特性;(5)基于电力系统分析综合程序(PSASP)的用户自定义功能(UD)实现了系统仿真模型,并了动态仿真,仿真的动态响应关系与实测结果基本吻合,证实建模工作可信而;(6)对接入MGT/FC分布式发电系统的电网仿真,对MGT/FC分布式发电系统对电网的影响了讨论。关键词:分布式发电论文燃气轮机论文燃料电池论文联合发电系统论文建模论文仿真论文用户自定义模型论文

    摘要4-6

    Abstract6-8

    目录8-11

    图表目录11-13

    章 绪论13-33

    1.1 课题研究背景和13-14

    1.2 分布式发电系统概述14-23

    1.2.1 分布式发电的发展14-15

    1.2.2 常见分布式发电系统15-19

    1.2.3 燃气轮机/燃料电池联合发电系统19-23

    1.3 分布式发电系统研究的现状23-31

    1.3.1 分布式发电系统的建模与仿真24-28

    1.3.2 分布式发电对电网的影响28-31

    1.4 主要工作31-33

    章 微型燃气轮机系统建模33-59

    2.1 微型燃气轮机建模33-48

    2.1.1 MGT热动力特性方程34-39

    2.1.2 模块化仿真模型39-47

    2.1.3 简化动态模型47-48

    2.2 永磁发电机及整流侧外特性模型48-57

    2.2.1 等效励磁绕组的模型49-50

    2.2.2 四阶实用动态模型50-52

    2.2.3 电磁功率方程和功角曲线52-53

    2.2.4 PMG模型的简化53

    2.2.5 不可控整流53-54

    2.2.6 外特性方程及其等值电路54-55

    2.2.7 输出功率和转矩55-56

    2.2.8 外特性系数计算56-57

    2.3 MGT整体仿真模型57

    2.4 小结57-59

    章 燃料电池与联合发电系统建模59-77

    3.1 SOFC单体及堆栈的及结构59-61

    3.1.1 SOFC单体结构59-60

    3.1.2 SOFC的电池堆栈结构60-61

    3.2 SOFC的发电原理61-65

    3.2.1 燃料电池电化学反应原理61-63

    3.2.2 能量转化分析63-65

    3.3 SOFC模块化仿真模型65-73

    3.3.1 SOFC开路电压计算66

    3.3.2 极化过电势损失66-70

    3.3.3 SOFC物质平衡方程70-72

    3.3.4 SOFC整体仿真模型及其简化72-73

    3.4 MGT/FC联合发电系统模型73-76

    3.4.1 顶层循环73-74

    3.4.2 底层循环74-76

    3.5 小结76-77

    章 MGT/FC发电系统与电网接口设计77-89

    4.1 MGT/FC系统的逆变器接口77-81

    4.1.1 逆变器接口系统结构77-79

    4.1.2 电压源逆变器及正弦PWM79

    4.1.3 逆变器的调节模式79-81

    4.2 电流正弦PWM的电压型逆变器控制81-86

    4.2.1 dq0变换81

    4.2.2 控制系统整体结构设计81-82

    4.2.3 MGT外环功率调节82-83

    4.2.4 FC外环电压调节83-84

    4.2.5 内环电流调节84-85

    4.2.6 控制器参数选取85-86

    4.2.7 机电暂态用简化模型86

    4.3 MGT逆变器接口的限制86-88

    4.3.1 功率因数限制86

    4.3.2 容量限制86-87

    4.3.3 电流幅值限制87-88

    4.3.4 电压幅值限制88

    4.4 小结88-89

    第五章 MGT/FC模型实现与对系统影响分析89-103

    5.1 微型燃气轮机模型仿真计算90-95

    5.1.1 系统负荷扰动仿真90-92

    5.1.2 系统负荷跟随仿真92

    5.1.3 负荷跟随仿真结果92-94

    5.1.4 与实测动态的比较94-95

    5.2 燃料电池模型仿真计算95-97

    5.3 MGT/FC联合发电系统的仿真97-99

    5.4 系统逆变器接口的仿真和性能评价99-101

    5.5 MGT/FC系统接入电网对电网影响的讨论101-102

    5.5.1 对电能质量的影响101

    5.5.2对继电保护的影响101

    5.5.3 对可靠性的影响101-102

    5.5.4 对稳定性的影响102

    5.6 小结102-103

    第六章 103-105

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号