生物质气冷热电联供系统设计与优化控制

发布时间：2017-10-27 22:06

  本文关键词：生物质气冷热电联供系统设计与优化控制

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【摘要】：二十一世纪的人类面临着能源与环境的双重压力,生物质气具有可再生、储量丰富、分布范围广、清洁环保等突出特点,已逐渐成为一种具有很大发展潜力的新能源。而冷热电联供系统作为一种分布式供能系统,采用能量梯级利用原理,将供热、制冷和发电结合在一起,实现了能源高效利用。生物质气与冷热电联供系统的结合,提高了能源利用率和经济性,实现废物利用,减轻坏境污染。本文以此为背景,围绕济南市某生态园区生物质气冷热电联供系统,对其展开相应研究。首先,介绍了生物质气冷热电联供系统的原理和常用设计方案,根据济南市某生态园区示范地的冷热电负荷及设备情况,提出了一套生物质气冷热电联供系统结构,并对其设备配置和运行特性予以阐述和分析。其次,根据上述生物质气冷热电联供系统方案,综合考虑购气、购电价格和机组上网对系统的影响,建立了综合经济性和能源利用率的优化模型,并使用遗传算法予以求解,实现了冷热电联供系统各设备出力优化。再次,根据优化控制分析的结果和工程实际需要,实现了基于PLC的冷热电联供系统控制系统的结构、硬件和软件设计。同时以西门子S7-300PLC为控制单元,设计了PLC各模块硬件连接的电路,并采用梯形图编程语言,完成了系统的顺序启停控制、故障报警控制以及夏季、冬季、过渡季工作模式的软件设计。最后,本文设计了基于WINCC的上位机监控系统,实现了系统运行状态监控、各设备启停控制、数据采集和显示、故障报警、历史数据查询等功能,使得系统操作更加方便、简洁,极大地提高了系统的自动化程度和管理效率。
【关键词】：生物质气 冷热电联供系统 优化控制 PLC控制系统 WINCC监控系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83;TM619;TK6
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 基于生物质气的冷热电联供系统14-16
• 1.2.1 生物质气冷热电联供系统概述14-15
• 1.2.2 生物质气冷热电联供系统优势15-16
• 1.3 国内外研究现状16-18
• 1.4 主要研究内容与工作18-19
• 1.5 本章小结19-21
• 第二章 基于生物质气的冷热电联供系统设计21-35
• 2.1 冷热电联供系统工程介绍21-25
• 2.2 生物质气冷热电联供系统设计25-33
• 2.2.1 生物质气冷热电联供系统常用方案25-26
• 2.2.2 冷热电联供系统方案设计及工艺流程26-28
• 2.2.3 生物质气冷热电联供系统设备配置28-32
• 2.2.4 生物质气冷热电联供系统主要设备运行控制32-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第三章 生物质气冷热电联供系统优化控制35-53
• 3.1 生物质气冷热电联供系统优化控制分析方法35
• 3.2 生物质气冷热电联供系统优化控制数学建模35-42
• 3.2.1 数学模型建立原则35-36
• 3.2.2 优化变量36-37
• 3.2.3 约束条件37-38
• 3.2.4 优化模型建模38-40
• 3.2.5 目标函数40-42
• 3.3 优化模型求解42-44
• 3.4 冷热电联供系统优化控制结果分析44-48
• 3.4.1 冬季优化结果分析45-46
• 3.4.2 夏季优化结果分析46-47
• 3.4.3 过渡季优化结果分析47-48
• 3.5 能源利用率与经济性分析48-51
• 3.5.1 能源利用率分析49-50
• 3.5.2 经济性分析50-51
• 3.6 本章小结51-53
• 第四章 基于PLC的冷热电联供控制系统设计53-77
• 4.1 基于PLC的冷热电联供控制系统设计原则和方法53-55
• 4.2 基于PLC的冷热电联供控制系统整体架构设计55-56
• 4.3 基于PLC的冷热电联供控制系统硬件设计56-67
• 4.3.1 基于PLC的冷热电联供控制系统选型和组态56-60
• 4.3.2 数字量模块接线设计60-64
• 4.3.3 模拟量模块接线设计64-67
• 4.4 基于PLC的冷热电联供控制系统软件设计67-76
• 4.4.1 系统主程序流程设计68
• 4.4.2 系统顺序启停程序设计68-70
• 4.4.3 夏季运行模式设计70-71
• 4.4.4 冬季运行模式设计71-72
• 4.4.5 过渡季运行模式设计72-73
• 4.4.6 系统故障报警模式设计73-76
• 4.5 本章小结76-77
• 第五章 基于WINCC的冷热电联供监控系统设计77-87
• 5.1 上位机监控系统功能设计77-78
• 5.2 上位机与PLC的通信78-79
• 5.3 上位机监控系统人机界面设计79-84
• 5.4 本章小结84-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 总结87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-95
• 致谢95-97
• 读研期间发表的论文和参加的科研项目97-98
• 学位论文评阅及答辩情况表98

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 孔祥强;王如竹;黄兴华;;冷热电联供系统的优化与节能经济性研究[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年

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本文编号：1105376