[发明专利]微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法及装置

说明书

本发明公开了微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法及装置，该方法是通过将控制机和模拟机分别与以太网连接，利用模拟机中的工控机对热网部分和由微型燃气轮机构成的电网部分的运行过程进行模拟，得出模拟运行的仿真变量；控制机根据给定微型燃气轮机负荷的变化得出对应输入热网的水流量变化曲线，进而得到与水流量变化曲线对应循环水泵功率变化曲线，通过循环水泵功率变化曲线控制控制输入热网的水流量的变化，使水温恒定，从而实现稳定供暖微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法所用的仿真装置，包括与以太网连接的控制机，与以太网连接的模拟机。本发明可增加微型燃气轮机与热网联合运行系统供暖的稳定性，节约能源。

技术领域

本发明涉及能源互联网领域，特别是微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法及装置。

背景技术

微型燃气轮机是一种能量交换设备，具有寿命长、可靠性高、污染小和控制方式灵活等特点。微型燃气轮机发电系统中包含天然气、电能和热能等能源形式，转换效率较高，是提供清洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供等多能源系统的最佳方式。微型燃气轮机在未来我国电力、动力等国民经济领域将扮演极其重要的角色。我国对微型燃气轮机做了大量的研究工作，但是与国外相比仍有巨大的差距，一些研究还不完善，其中微型燃气轮机透平输出的高温烟气利用率较低，对其使用还比较粗放，微型燃气轮机在使用过程中存在透平输出的高温烟气利用率较低，热量的损失较大的问题，当利用微型燃气轮机透平输出的高温烟气与水进行热交换供暖时，由于燃气轮机负荷发生改变，会导致供热不稳定，影响供暖效果。因此，在利用微型燃气轮机进行供暖时存在控温效果较差、供暖稳定性较低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法及装置。本发明可增加微型燃气轮机与热网联合运行系统供暖的稳定性和节约能源。

本发明的技术方案：微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法，该方法是通过将控制机和模拟机分别与以太网连接，利用模拟机中的工控机对热网部分和由微型燃气轮机构成的电网部分的运行过程进行模拟，得出模拟运行的仿真变量，控制机根据给定微型燃气轮机负荷的变化得出对应输入热网的水流量变化曲线，进而得到与水流量变化曲线对应循环水泵功率变化曲线，通过循环水泵功率变化曲线控制电网侧输出功率，控制水泵功率变化，进而控制输入热网的水流量的变化，使水温恒定，从而实现稳定供暖。

前述的微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法中，所述控制机通过下式得出与微型燃气轮机负荷变化对应的水流量变化曲线，所述式中为供热水箱中水温变化量，m_qc_q(T_in-T_out)为高温烟气释放的热量，cm_s(T-T_h)为供暖系统散发的热量，AU(T-T_w)为供热水箱在空气中散发的热量。

前述的微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法中，所述热网部分，包括通过盘管与微型燃气轮机透平连接的供热水箱，供热水箱中设有蓄水桶、温控阀、流量计、变频控制器和循环水泵，供热水箱与取暖器连接。

前述的微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法中，所述电网部分，包括与微型燃气轮机的转子连接的发电装置，循环水泵经变频控制器与发电装置连接。

前述的微型燃气轮机与热网联合运行稳定供暖的仿真方法所用的仿真装置，包括与以太网连接的控制机，与以太网连接的模拟机。

前述的仿真装置中，所述的模拟机包括交换机，交换机分别连接有工控机A和工控机B，工控机A采用大步长仿真电网部分模型，工控机B采用小步长仿真由微型燃气轮机构成的电网部分。