摘要
随着化石能源的短缺和环保意识的增强，可再生能源受到了更多的重视。而太阳能作为一种重要的可再生绿色能源，有无污染、可存储性、低能耗等特点，在清洁发电和可持续发展方面有着广阔的发展前景，也因此越来越得到人们的青睐。 由于太阳能受光照、天气等因素具有不连续性，所以太阳能光热发电需带有储热装置，从而可以达到稳定输出的目的，还可以作为多能系统中的负荷峰值调节装置运行。选择50MW商用塔式电站作为研究对象，选择中国张北的实际气象数据，基于质量、能量守恒方程，利用工程热力学以及传热学等相关专业理论及经验公式，通过研究蒸发器等换热器的换热特点，以及蒸汽在汽轮机内的做功情况，建立了塔式电站蒸汽发生器系统和汽轮发电级组的数学模型。在此基础上，采用FORTRAN语言对数学模型转化为对应的算法程序，结合TRNSYS仿真系统中已有的常规设备/部件模块，建立了塔式电站实时动态仿真模型。本文展示了在外部环境和电力需求的干扰下，塔式太阳能发电的关键传热部件和热传输过程的动态特性。 对本文所建立的仿真模型进行稳态验证和动态模拟试验，结果表明仿真模型在不同负荷工况下的主要输出参数与实际运行数据的误差小，计算精度高，在工程应用和科学研究所允许的精度范围内:研究了给水流量、熔盐流量发生阶跃变化时，机组主要热力参数的变化过程，发现模型中主要参数的变化趋势与机组实际工作应遵循的机理相符，仿真模型能正确反应研究对象的动态特性，能够满足仿真系统实时性的标准与要求。因此本文建立的常规塔式太阳能光热电站实时动态模型可以为机组运行特性分析提供理论参考数据，预测电站热力系统动态特性的变化趋势，表明了该模型具有较高的工程应用价值，且对塔式太阳能光热电站的设计和运行控制有重要的参考意义。
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