太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统建模及优化.docx

太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统建模及优化
太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统建模及优化
摘要：
太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统是一种新型的清洁能源发电系统，可以利用太阳能和燃气资源实现高效发电。本文针对该系统的建模与优化进行研究，首先介绍了系统的基本原理和组成，然后建立了系统的数学模型，包括太阳能集热器、燃气燃烧器、锅炉、汽轮机等关键组件的模型。接着，针对该模型进行优化设计，通过调整不同组件的工作参数，提高系统的发电效率和经济性。最后利用实验数据对该系统的优化效果进行验证，结果表明，优化后的系统在发电效率和经济性方面均有明显提升，具有良好的应用前景。
关键词：太阳能燃气--蒸汽联合循环、发电系统、建模、优化
引言:
随着能源危机和环境污染问题的加剧，清洁能源发展正成为全球的趋势。太阳能和燃气是两种常见的清洁能源，利用它们进行发电是一种有效的途径。太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统是一种将太阳能集热器和燃气燃烧器相结合的发电技术，可以最大程度地利用太阳能和燃气资源。因此，对该系统进行建模和优化设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统原理
太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统由太阳能集热器、燃气燃烧器、锅炉、汽轮机和发电机等组成。太阳能集热器通过吸收太阳辐射能将光能转化为热能，提供给锅炉的热源。燃气燃烧器通过燃烧燃气产生高温热源，同样供给给锅炉。锅炉将两种热源进行热交换，产生高温和高压的蒸汽。蒸汽驱动汽轮机转动，从而带动发电机发电。该系统利用太阳能和燃气进行联合供能，不仅提高了能源利用率，还减少了环境污染。
二、太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统的数学模型
为了研究系统的性能，需要建立系统的数学模型。根据能量守恒和质量守恒的原理，可以分别建立太阳能集热器、燃气燃烧器、锅炉、汽轮机和发电机的数学模型。太阳能集热器的模型基于热传导和热辐射的原理，考虑太阳辐射强度和集热器的热损失。燃气燃烧器的模型基于燃烧热力学原理，考虑燃气的燃烧效率和燃料消耗量。锅炉的模型基于热交换原理，考虑热源的热量和水蒸气的产生。汽轮机和发电机的模型基于动力学原理，考虑汽轮机转速和发电机输出功率。
三、太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统的优化设计
为了提高系统的发电效率和经济性，需要对系统进行优化设计。可以通过调整太阳能集热器的面积和燃气燃烧器的供气量等参数来达到最佳设计效果。通过数值计算和仿真，可以对系统的不同工作参数进行优化，找到最佳的工作状态。优化的目标可以是发电效率最大化或者经济性最佳化，具体选择取决于实际需求。
四、实验验证与结果分析
为了验证优化设计的有效性，利用实验数据对优化后的系统进行验证。通过对多组数据的测试和分析，可以得出系统的发电效率和经济性的变化趋势。结果表明，优化后的系统在发电效率和经济性方面均有明显提升，比未优化的系统具有更好的性能。
结论：
本文针对太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统进行了建模和优化设计。通过对系统的数学模型的建立和优化设计，提高了系统的发电效率和经济性。通过实验验证，结果表明，优化后的系统在发电效率和经济性方面均有明显提升，具有良好的应用前景。未来的研究可以进一步深入探讨系统的优化设计方法和实际应用问题，提高系统的性能和可靠性。
参考文献：
[1]陈XX.太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统研究[D].XXX大学,2020.
[2]张XX,李XX.太阳能燃气--蒸汽联合循环热互补发电系统建模与优化设计[J].清洁能源,2019,25(3):15-20.
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