碟式斯特林发电系统性能分析模型与仿真

《碟式斯特林发电系统性能分析模型与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年3月北京航空航天大学学报March2013第39卷第3期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．3碟式斯特林发电系统性能分析模型与仿真李明震董金钟(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京l00191)摘要：基于传热学、热力学、动力学、电学理论以及系统控制模型，建立了可用于碟式斯特林发电系统分析、设计、优化和控制的性能分析模型．模型包括太阳能聚光器、接收器、斯特林循环热力学、斯特林发动机机构动力学、起动／发电机等各子系统及相互作用关系，可分析系统从起动到全功率状态时的稳态性能和动态特

2、性．使用该模型对碟式斯特林系统进行了仿真分析，结果表明，在发动机热端温度不变的控制条件下，系统一天内的输出电功率表现出与太阳直射强度类似的抛物形变化，系统效率变化较平稳；系统充气过程压力突增，在太阳直射强度不变的情况下，发动机热端温度下降，发电功率先增加一点，后随温度下降而下降．关键词：太阳能发电；斯特林发动机；建模；仿真中图分类号：TK441文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)03-0381—05Dish—StirlingpowergenerationsystemperformancepredictionmodelandSimulationanalysisL

3、iMingzhenDongJinzhong(SchoolofEnergyandPowerEngineering．BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Asolardish—Stiflingsystemmodelwasdevelopedfordesign，optimization，control，andsys-temsdevelopmentofdish—Stiflingsystems．Itmodeledtheenergytransferinparabolicconcen

4、tratorandreceiv—er，cyclethermodynamicsandmechanicaldynamicsinStirlingengineandSOon．Themodel’Sscopeextendsfromthesolarenergytothermal，mechanical，andelectricalenergyout，helpingtostudycomplexsystemin-teractionsamongsubsystems．Itcanbeusedtosimulatetheentirerangeofsystemoperationfromstart—uptoful

5、lpowerconditions．Themodeldetailswerediscussedandthesimulationresultsweregivenforsteadyanddynamicphenomena．Accordingtotheconstanthot—endtemperaturecontrolstrategy，thesystemoutputpowerchangesparaboliclywiththedirectnormalinsolationandthesystemefficiencychangesslightlyinaday．Dur—ingthefeedingpr

6、ocesswhichcausingapressurejump，thehot·endtemperaturedecreasesincaseofenginespeedunchanged，andtheoutputpowerincreasesfirstlyandthendecreasestoasteadyvalue．Keywords：solarpowergeneration；Stirlingengine；modeling；simulation太阳能热发电技术是太阳能热利用研究领域的前沿课题．它利用高精度聚光器将低密度的太阳能汇聚成高密度热能，通过加热工质来驱动发电机实现光电转化，具有零排

7、放、可持续利用的优点．在所有的太阳能发电技术中，碟式斯特林系统因具有最高的光电转化效率(29．4％)而具有广阔的发展前景1．碟式斯特林系统利用旋转抛物面反射镜将太阳光聚焦到位于抛物面焦点的接收器上，加热工质，驱动斯特林发动机发电。。．发展碟式斯特林系统的一个关键任务是准确预测各种工作条件下的系统性能，并制定相应的控制规律．自上世纪七八十年代以来，针对斯特林发动机工作过程的仿真计算发展了许多分析模型、’6．但这些模型大多基于线性或拟线性理论，收稿151期：2012-01·11；网络出版时间：2