瓦斯發(fā)電系統(tǒng)模塊建模與仿真研究.pdf

1、隨著清潔可再生能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和提高,積極開展瓦斯利用,實現(xiàn)煤炭與瓦斯同時開采是煤礦開采與瓦斯治理的發(fā)展趨勢,而瓦斯發(fā)電系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵。為有效改善煤礦生產(chǎn)安全,減少生產(chǎn)過程中有害氣體的排放、保護大氣環(huán)境等問題,低濃度瓦斯抽排放空解決方案的研究,高效合理利用瓦斯資源勢在必行。
　　本文圍繞以瓦斯為燃料的微型燃氣輪機作為瓦斯發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)展開,采用模塊化的方法對瓦斯微燃機系統(tǒng)各個主要部件進行建模。同時為了突出重點,采用統(tǒng)一的建模

2、方法對瓦斯發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機和整流器進行了簡化。利用Matlab/Simulink仿真平臺,分別搭建了瓦斯發(fā)電系統(tǒng)各個部分的仿真模型。在控制策略方面,在原有 Rowen微型燃氣輪機模型的基礎(chǔ)上,在其中的速度控制以及溫度控制中加入了分數(shù)階PID控制器與模糊分數(shù)階PID控制器,通過Oustaloup濾波算法求取分數(shù)階微積分運算,從而達到分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定的目的;另一方面,在分數(shù)階 PID控制器中加入模糊推理規(guī)則,實時地通過誤差與誤差變

3、化率這兩個模糊參數(shù)的變化控制分數(shù)階 PID中的比例、微分、積分參數(shù),旨在達到更好的控制效果。
　　根據(jù)瓦斯微燃機負荷變化要求,在不同控制器的控制下,對瓦斯發(fā)電系統(tǒng)從開機啟動到穩(wěn)定運行的過程,以及瓦斯微燃機關(guān)鍵的燃燒室擾動進行了仿真研究。仿真研究結(jié)果表明,當(dāng)瓦斯發(fā)電系統(tǒng)負荷突變時,通過對控制參數(shù)的設(shè)置,分數(shù)階PID控制器與模糊分數(shù)階 PID控制器均能很好的滿足機組的性能指標(biāo)要求,并且通過仿真結(jié)果的比較得出,模糊分數(shù)階 PID控制器能