电厂热力系统稳态建模仿真软件开发及应用
发布时间：2022-02-15 11:51
能源是国家经济发展的命脉,是我国生态文明建设、社会进步和谐、人民幸福安康的保障。近几年正处于国家能源转型的关键阶段,而能源消耗日益增长,环境形势日益严峻的今天,积极推进“互联网+”智慧能源刻不容缓。另一方面,随着中国成为世界第二大经济体的当下,先进的自主研发的工业软件的缺失成为了我国工业经济进一步飞速发展的制约因素。智能化时代的到来进一步凸显了工业软件的战略意义,“中国制造”亟须自主研发的工业软件。仿真软件是工业生产实现高度智能化的重要基石,而我国能源领域相关自主研发的仿真软件一直处于相对欠缺的状态。本文在以上背景下,对电厂热力系统稳态建模仿真软件进行了自主研发,本文主要研究内容如下:电厂热力系统建模仿真软件的研发,本文软件基于机理实现热力系统常用设备的泛化通用型部件模块的开发,包括汽机、凝汽器、给水加热器、除氧器、过热器、省煤器、蒸发器、水泵、管道、三通等,每个模块具有清晰的物理边界,以及相对独立的数学模型。本文软件使用面向对象的方法,通过模块化建模的方法来搭建电厂热力系统模型。使用流模块的设计来构建实际热力系统的拓扑结构,最终实现热力系统的模块化建模方法。模块化的建模方法按分层结构...
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PLM的畅想概念[15]
浙江大学硕士学位论文电厂热力系统稳态建模仿真软件的数学模型开发20第2章电厂热力系统稳态建模仿真软件数学模型开发一个基于机理的仿真引擎是一个智能化仿真软件最为核心的部分，而电厂热力系统建模仿真软件的引擎的关键在于系统数学模型的构建与解算。本章主要就本文软件的底层基本数学原理与模型做介绍，包括基本的数学原理方程、主要设备模块的数学模型、系统级数学模型的构建、系统数学模型的求解。2.1电厂稳态热力系统数学基本方程建立的数学模型其实质反映的是设备模块的运动规律与特性的变量参数之间的关系式。对于一个仿真模型来说，需要的是输入部分参数为关系式提供必要的基础数据，再通过数学模型来求解系统所需求的数据，在满足基本数学模型实现泛化建模功能的同时需要实现灵活调参、纠错、计算模式变更等附属功能。图2-1设备模块的功能在建立一个实际系统的数学模型时，通常会对设备模型做出一些合理的假设，假设的前提是既能使问题简化，又能保证模块正确反映设备基本的物理现象。
浙江大学硕士学位论文电厂热力系统稳态建模仿真软件的数学模型开发23以下几个优点：1）通用性更强通过多汽机（级）叠加完成对一个完整汽机的建模，使得对汽机的模拟更加泛化，对不同类型的汽机，比如高中低压汽机或者反动度不同的汽机，都可以通过汽机（级）叠加的数量或方式以及对每个级的参数调整设置来完成。2）模型更加精确通过汽机（级）的建模，除了能够更加准确地体现不同汽机的内部结构，还可以通过调节具体每个级的数据，来达到对整个汽机运行过程更加细致的模拟。图2-2汽机（级）对于实际的汽轮发电机组而言，其组成结构与运行机理都极其复杂，但对于一个稳态仿真模型，可以将其抽象简化为一个高温高压蒸汽的内能转换为电能的一个结点。在对汽机（级）的数学模型建立的过程中在遵循整个热力系统建模原则的基础上，增加以下假设：1）忽略流体入口速度；2）蒸汽在汽机（级）中的进出口过程为绝热过程，并用等熵效率作为绝热程度的描述参数；3）蒸汽在汽机（级）的进出口参数之间的关系描述为一个或多个约束条件；
【参考文献】：
期刊论文
[1]从数字孪生到数字工程建模仿真迈入新时代[J]. 张冰,李欣,万欣欣. 系统仿真学报. 2019(03)
[2]基于Ebsilon软件的燃气-蒸汽联合循环热力系统分析[J]. 柯冬冬,谢玉荣,赵大周,王世朋,梁晶,林达. 节能. 2018(09)
[3]数字化产品定义发展趋势:从样机到孪生[J]. 戴晟,赵罡,于勇,王伟. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(08)
[4]梯度下降法在机器学习中的应用[J]. 孙娅楠,林文斌. 苏州科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]《中国制造2025》亟须自主工业软件[J]. 自动化与仪表. 2016(12)
[6]基于高级过程仿真软件APROS的燃气轮机性能分析[J]. 朱正香,韩朝兵,司风琪,黄志军. 热能动力工程. 2015(04)
[7]基于能量平衡法的供热机组电量分析数学模型[J]. 王漪,薛永锋,张敏,王聪. 电力系统自动化. 2014(08)
[8]基于量纲分析的汽轮机调节级变工况特性研究[J]. 马琳,胥建群,曹祖庆. 中国电机工程学报. 2014(05)
[9]供热机组以热定电调峰范围的研究[J]. 王漪,薛永锋,邓楠. 中国电力. 2013(03)
[10]供热机组热电负荷最佳分配方法分析[J]. 吴龙,袁奇,刘昕. 中国电机工程学报. 2012(35)
硕士论文
[1]660MW超超临界二次再热锅炉调温策略研究[D]. 郭馨.哈尔滨工业大学 2017
[2]百万超超临界汽轮机本体能效评价与诊断方法的研究[D]. 陈宇卿.华北电力大学(北京) 2017
[3]燃气—蒸汽联合循环机组建模和变工况性能研究[D]. 张杨林子.华北电力大学 2017
[4]百万超超临界机组风烟系统能效评价与诊断的研究[D]. 胡峻榕.华北电力大学(北京) 2017
[5]含风电并网的热电联合优化调度[D]. 王琳博.华北电力大学(北京) 2017
[6]基于EBSILON的燃煤发电机组特性研究与节能优化[D]. 付亦葳.西安热工研究院 2017
[7]燃气—蒸汽联合循环机组的能效监测及经济性诊断[D]. 韩朝兵.东南大学 2015
[8]基于Ebsilon的火电厂热力系统建模、监测及优化研究[D]. 朱泓逻.清华大学 2015
[9]汽轮机组变工况特性分析与优化研究[D]. 孙友源.东南大学 2015
[10]基于STAR-90的压水堆核电站一回路建模与仿真研究[D]. 李淑娜.华北电力大学（河北） 2010
本文编号：3626581
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PLM的畅想概念[15]
浙江大学硕士学位论文电厂热力系统稳态建模仿真软件的数学模型开发20第2章电厂热力系统稳态建模仿真软件数学模型开发一个基于机理的仿真引擎是一个智能化仿真软件最为核心的部分，而电厂热力系统建模仿真软件的引擎的关键在于系统数学模型的构建与解算。本章主要就本文软件的底层基本数学原理与模型做介绍，包括基本的数学原理方程、主要设备模块的数学模型、系统级数学模型的构建、系统数学模型的求解。2.1电厂稳态热力系统数学基本方程建立的数学模型其实质反映的是设备模块的运动规律与特性的变量参数之间的关系式。对于一个仿真模型来说，需要的是输入部分参数为关系式提供必要的基础数据，再通过数学模型来求解系统所需求的数据，在满足基本数学模型实现泛化建模功能的同时需要实现灵活调参、纠错、计算模式变更等附属功能。图2-1设备模块的功能在建立一个实际系统的数学模型时，通常会对设备模型做出一些合理的假设，假设的前提是既能使问题简化，又能保证模块正确反映设备基本的物理现象。
浙江大学硕士学位论文电厂热力系统稳态建模仿真软件的数学模型开发23以下几个优点：1）通用性更强通过多汽机（级）叠加完成对一个完整汽机的建模，使得对汽机的模拟更加泛化，对不同类型的汽机，比如高中低压汽机或者反动度不同的汽机，都可以通过汽机（级）叠加的数量或方式以及对每个级的参数调整设置来完成。2）模型更加精确通过汽机（级）的建模，除了能够更加准确地体现不同汽机的内部结构，还可以通过调节具体每个级的数据，来达到对整个汽机运行过程更加细致的模拟。图2-2汽机（级）对于实际的汽轮发电机组而言，其组成结构与运行机理都极其复杂，但对于一个稳态仿真模型，可以将其抽象简化为一个高温高压蒸汽的内能转换为电能的一个结点。在对汽机（级）的数学模型建立的过程中在遵循整个热力系统建模原则的基础上，增加以下假设：1）忽略流体入口速度；2）蒸汽在汽机（级）中的进出口过程为绝热过程，并用等熵效率作为绝热程度的描述参数；3）蒸汽在汽机（级）的进出口参数之间的关系描述为一个或多个约束条件；
【参考文献】：
期刊论文
[1]从数字孪生到数字工程建模仿真迈入新时代[J]. 张冰,李欣,万欣欣. 系统仿真学报. 2019(03)
[2]基于Ebsilon软件的燃气-蒸汽联合循环热力系统分析[J]. 柯冬冬,谢玉荣,赵大周,王世朋,梁晶,林达. 节能. 2018(09)
[3]数字化产品定义发展趋势:从样机到孪生[J]. 戴晟,赵罡,于勇,王伟. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(08)
[4]梯度下降法在机器学习中的应用[J]. 孙娅楠,林文斌. 苏州科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]《中国制造2025》亟须自主工业软件[J]. 自动化与仪表. 2016(12)
[6]基于高级过程仿真软件APROS的燃气轮机性能分析[J]. 朱正香,韩朝兵,司风琪,黄志军. 热能动力工程. 2015(04)
[7]基于能量平衡法的供热机组电量分析数学模型[J]. 王漪,薛永锋,张敏,王聪. 电力系统自动化. 2014(08)
[8]基于量纲分析的汽轮机调节级变工况特性研究[J]. 马琳,胥建群,曹祖庆. 中国电机工程学报. 2014(05)
[9]供热机组以热定电调峰范围的研究[J]. 王漪,薛永锋,邓楠. 中国电力. 2013(03)
[10]供热机组热电负荷最佳分配方法分析[J]. 吴龙,袁奇,刘昕. 中国电机工程学报. 2012(35)
硕士论文
[1]660MW超超临界二次再热锅炉调温策略研究[D]. 郭馨.哈尔滨工业大学 2017
[2]百万超超临界汽轮机本体能效评价与诊断方法的研究[D]. 陈宇卿.华北电力大学(北京) 2017
[3]燃气—蒸汽联合循环机组建模和变工况性能研究[D]. 张杨林子.华北电力大学 2017
[4]百万超超临界机组风烟系统能效评价与诊断的研究[D]. 胡峻榕.华北电力大学(北京) 2017
[5]含风电并网的热电联合优化调度[D]. 王琳博.华北电力大学(北京) 2017
[6]基于EBSILON的燃煤发电机组特性研究与节能优化[D]. 付亦葳.西安热工研究院 2017
[7]燃气—蒸汽联合循环机组的能效监测及经济性诊断[D]. 韩朝兵.东南大学 2015
[8]基于Ebsilon的火电厂热力系统建模、监测及优化研究[D]. 朱泓逻.清华大学 2015
[9]汽轮机组变工况特性分析与优化研究[D]. 孙友源.东南大学 2015
[10]基于STAR-90的压水堆核电站一回路建模与仿真研究[D]. 李淑娜.华北电力大学（河北） 2010
本文编号：3626581
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