基于系统动力学汽轮机热力系统建模和仿真

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1、华北电力大学(北京)硕士学位论文基于系统动力学的汽轮机热力系统建模与仿真姓名：张建新申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程；控制理论与控制工程指导教师：房方201103华北电力大学硕’}：学位论文摘要我国的能源供应正面临着需求增长和节能减排的双重压力，如何协调能源与环境之间的关系，实现经济的可持续发展是目前急需解决的问题。对于单元制发电机组而言，提高一次能源利用效率、减少污染物排放除了与机组自身结构参数密切相关，还更多地依赖机组的运行水平，这其中涉及多个层面的优化问题，如调度策略优化、运行方式优化、控制系统优化等。对单元机组优化问题进行研究离不开对其动静态特性的认知，即通过某种

2、方法建立系统的数学模型。本文从物质和能量传递过程均衡性的角度，提出了基于系统动力学原理，以因果关系和存量流量关系为载体，从相对宏观的层面构建发电过程典型环节动态模型的建模方案。文中论述了将系统动力学原理应用于发电过程建模的适用性，以盘山电厂汽轮机热力系统为例，给出了系统动力学建模的基本过程，通过仿真分析验证了所建模型的有效性。研究表明，系统动力学模型具有因果关系清晰、模型表述贴切、一繁简程度适当、描述现实能力强的特点，可作为发电过程建模及优化问题研究的有力工具。关键词：系统动力学；发电过程；建模与仿真：热力系统华北电力大学硕七学位论文AbstractChina’senergys

3、upplyaref．acingthedualpressuresofdemandgr。o、)~rthandene唱ysaVingandemissionreduction．HowtocoordinatethereIationshipbetweenene唱yandenVironmenttoachieVesustainabIeeconomicdevelopmentisurgentlyneededt0resolve．Forthemodularunits，theincreaseofprimaryenergyusee佑ciency，reducepollutantemissionsinaddi

4、tiontoitsStructuraIparameterswiththeunitarecIoselyrelated，butalsomoredependentontheoperatinglevelofunit，Whichi11VolVesmultipleIeVelsofoptimizationproblems，such舔schedulingoptimization，optimaloperation，controlsystemoptimization．Optjmizationpmblemsonunitseparated疔omitsdynamicandstaticcharacteri

5、sticsoftherecognitionthattheestablishmentofthesysteminsomewaybythemathematicalmodel．AnoveImodelingschemebasedonsystemdynamicstheor)，forpowergenerationunitsispresentedinthisscheme．Thisscheme，inwhichcausalloopdiagramsandStock．flowdiagramsareadapt∈-dastheessentialtooIs，ismoremacroscopicthanothe

6、rmethodsbecauseofitsemphasizingofmassandenergybaIance．ARerdetailanalysisonapplicabiIityoftheschemeinpowerunitmodeling，apanicuIarprocessofitsimplementationisdemonstratedforsteamturbinethermaIpowersysteminPanshanpowerplant．TheaccuracyofsystemdynamicsmodelofcondensersystemisVaIidatedbycomparing

7、simuIationdatawithrealrunningdata．Theresultsshowthatthesystemdynamicsmodelcanbeusedefncientlyinmodelingandoptimizationofpowergenerationprocessforitsclearcausality，suitablecompIexityandexactdescribecharacteristics．Keywords：systemdynamics，powergenera