[发明专利]一种基于燃气-蒸汽联合循环的系统及其快速建模方法

说明书

本发明涉及一种基于燃气‑蒸汽联合循环的系统及其快速建模方法，其特征在于包括以下步骤：1)搭建系统模型框架，包括客户端和服务器端，服务器端设置数据库和MATLAB模块；2)在MATLAB模块中存储燃气‑蒸汽联合循环系统算法模型并加密处理；3)确定燃气‑蒸汽联合循环系统的不同机组参数，通过客户端输入后，发送到服务器端；4)MATLAB模块调用算法模型进行仿真计算，并将计算结果返回到数据库；5)数据库将MATLAB模块返回的计算结果发送到客户端，由客户端进行结果展示；6)根据得到的计算结果得到燃气‑蒸汽联合循环系统的技术和经济指标，为电网电源规划设计、燃气热电厂运行优化提供支撑。本发明可以广泛应用于快速建模中。

技术领域

本发明属于能源热力技术领域，特别是关于一种基于燃气-蒸汽联合循环的系统及其快速建模方法。

背景技术

常用的快速建模方法包括应用MATLAB工具类、C(C++)等语言、Excel文档、CAD建模技术或自己编写工具类软件等以完成对象的建模仿真。针对能源热力的燃气-蒸汽联合发电系统，目前可应用模拟分析软件CHP Analyse Tool(CAT)、国外联供系统模拟分析软件Ready Reckoner、Dgen Pro、DisGenie等，图形用户界面开发可应用VB、MFC、VC++、及C++等搭建人机交互平台。MATLAB系列产品如Simulink仿真工具具有较强的建模能力，具有快速原型化设计的快速性和可靠性，可大批量处理数据并进行快速设计验证迭代，可在燃气-蒸汽联合循环系统的建模计算中发挥核心作用，但不可实现高效、友好的人机交互功能。而应用C++等语言编写的工具类软件无法实现复杂的控制运算功能，在燃气-蒸汽联合循环系统仿真的实际应用中具有局限性。

目前已有的将MATLAB工具类与界面结合实现建模仿真的方法包括MATLAB与VB界面通过Active X自动化协议交互、MFC应用MATLAB的应用程序接口API混合编程、VC++编写的可视化界面调用MATLAB生成的动态链接库(dll)文件、Simulink通过RTW自动生成代码到C++工程以实现测试系统建模等。将MATLAB系列产品与界面结合可兼顾快速原型设计的快速迭代性与可继承性，实现复杂控制运算的同时将结果可视化并实现人机交互。将MATLAB代码及Simulink模型转换为动态链接库(dll)文件或ActiveX控件，动态链接库在C++语言中可以直接调用，并且在MATLAB中也可以通过MATLAB Compiler和Embedded Coder将.m文件或Simulink模型转为动态链接库文件，但在生成动态链接库的过程中Embedded Coder会因存在其不支持的模块和结构而报错，如Code Generation不支持的InterpretedMATLABFunction模块以及代数环结构。

如图1所示，由于燃气-蒸汽联合循环系统的Simulink模型中存在无法求解的复杂代数环，为Code Generation所不支持的结构，因此针对此系统无法应用MATLAB文件的转化与调用方法进行混合编程。MATLAB可应用TCP等通讯协议与前台界面进行数据通信，但该方法在建立连接时存在延时现象，且本地通讯方法要求每个用户端都安装且设置MATLAB环境，而MATLAB软件具有价格高昂、安装过程繁琐等特点，另外该方法不可实现客户端数据信息的高效存储，因此在实际应用中存在局限性。

另外燃气-蒸汽联合循环系统的燃气轮机、压气机等模型部分有技术信息保密的要求，因此直接通讯等开源仿真建模方法无法保证系统的信息安全。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于燃气-蒸汽联合循环的系统及其快速建模方法。通过建立数据库作为后台MATLAB算法模型及前台用户交互界面的媒介，实现了交互界面需友好且规范，同时兼顾了快速原型设计的快速迭代性，具有较强的灵活性、开放性、共享性。