由于化石燃料的過(guò)量消耗及其對(duì)環(huán)境的不良影響,越來(lái)越多的國(guó)家正在增加能源系統(tǒng)中可再生能源的比例,其中能夠提供高效太陽(yáng)能利用和進(jìn)行大規(guī)模電力生產(chǎn)的聚焦式太陽(yáng)能發(fā)電（CSP）技術(shù),目前的發(fā)展速度超過(guò)任何其它類(lèi)型的可再生能源,被認(rèn)為是最具有前景的可再生能源形式之一和未來(lái)全球清潔能源供應(yīng)的重要技術(shù)。然而相對(duì)于常規(guī)化石燃料發(fā)電,CSP當(dāng)前仍然面臨能量利用效率低,電力生產(chǎn)不穩(wěn)定以及成本較高的問(wèn)題。于是太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電（SAPG）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,并且受到人們的持續(xù)關(guān)注。太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電技術(shù),通過(guò)將太陽(yáng)能熱量集成進(jìn)入常規(guī)燃煤機(jī)組,生產(chǎn)電力同時(shí)節(jié)省燃料消耗,綜合了燃煤發(fā)電穩(wěn)定、高效性和太陽(yáng)能的環(huán)保性,體現(xiàn)了常規(guī)化石燃料和可再生能源的協(xié)同發(fā)電效應(yīng),是一種先進(jìn)的電力生產(chǎn)方式。本課題正是基于此背景,依托國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃,開(kāi)展太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的研究工作。本文建立太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)模型,對(duì)各子系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換特性,集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、集成系統(tǒng)通用集成優(yōu)化方法,系統(tǒng)全工況設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面進(jìn)行了研究。首先研究定日鏡場(chǎng)、集熱器和熱動(dòng)力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程,分別建立詳細(xì)的各部分子系統(tǒng)效率模型,揭示系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中,各... 

【文章頁(yè)數(shù)】：164 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 世界太陽(yáng)能資源分布
    1.3 太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)
        1.3.2 塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)
        1.3.3 菲涅爾式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)
        1.3.4 碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)
    1.4 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 太陽(yáng)能貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)
        1.4.2 集成方案和運(yùn)行模式優(yōu)化
        1.4.3 系統(tǒng)運(yùn)行性能分析進(jìn)展
    1.5 現(xiàn)有研究的不足
    1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性
第二章 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)建模方法
    2.1 引言
    2.2 太陽(yáng)位置和氣象數(shù)據(jù)
    2.3 定日鏡場(chǎng)效率模型
        2.3.1 定日鏡可用率
        2.3.2 定日鏡反射率
        2.3.3 定日鏡余弦效率
        2.3.4 定日鏡大氣衰減效率
        2.3.5 定日鏡截?cái)嘈?br>        2.3.6 定日鏡陰影遮擋效率
    2.4 集熱器效率模型
    2.5 熱動(dòng)力系統(tǒng)模型
    2.6 熱電轉(zhuǎn)換效率模型
    2.7 優(yōu)化算法
        2.7.1 傳統(tǒng)單點(diǎn)交叉算子
        2.7.2 改進(jìn)的多點(diǎn)交叉算子
    2.8 模型算法有效性驗(yàn)證
        2.8.1 鏡場(chǎng)效率模型驗(yàn)證
        2.8.2 集熱器效率模型驗(yàn)證
        2.8.3 等效焓降效率模型驗(yàn)證
        2.8.4 改進(jìn)遺傳算法的數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證
    2.9 本章小結(jié)
第三章 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)集熱場(chǎng)優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 鏡場(chǎng)初始化方法
    3.3 定日鏡效率計(jì)算方法改進(jìn)
        3.3.1 解析幾何方法AGM-Ⅰ
        3.3.2 解析幾何方法AGM-Ⅱ
        3.3.3 算法有效性驗(yàn)證
    3.4 最大光學(xué)效率云圖評(píng)估方法
    3.5 鏡場(chǎng)空間優(yōu)化
        3.5.1 改進(jìn)遺傳算法的物理模型驗(yàn)證
        3.5.2 優(yōu)化前鏡場(chǎng)性能
        3.5.3 鏡場(chǎng)間距優(yōu)化
        3.5.4 定日鏡間距、基座高度同時(shí)優(yōu)化
        3.5.5 結(jié)果分析
    3.6 基于最大光學(xué)效率云圖的鏡場(chǎng)優(yōu)化
        3.6.1 優(yōu)化前鏡場(chǎng)合理性評(píng)估
        3.6.2 鏡場(chǎng)常規(guī)間距優(yōu)化
        3.6.3 基于最大光學(xué)效率云圖的優(yōu)化
    3.7 地形坡度與基座高度的影響評(píng)估
        3.7.1 地形坡度的影響
        3.7.2 定日鏡基座高度的影響
        3.7.3 算例研究
    3.8 集熱系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)
        3.8.1 鏡場(chǎng)優(yōu)化軟件LEAIC-H
        3.8.2 集熱器效率計(jì)算軟件LEAIC-R
    3.9 本章小結(jié)
第四章 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)集成模式優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 通用系統(tǒng)集成優(yōu)化方法
    4.3 算例研究:一次再熱超臨界機(jī)組
        4.3.1 鏡場(chǎng)效率計(jì)算
        4.3.2 集熱器效率特性
        4.3.3 熱電轉(zhuǎn)換效率特性
        4.3.4 典型工況最優(yōu)集成模式優(yōu)化
        4.3.5 特例分析
        4.3.6 與Solar Two對(duì)比
    4.4 算例研究:二次再熱超超臨界機(jī)組
        4.4.1 鏡場(chǎng)效率計(jì)算
        4.4.2 集熱器效率特性
        4.4.3 熱電轉(zhuǎn)換效率特性
        4.4.4 典型工況最優(yōu)集成模式優(yōu)化
        4.4.5 典型日系統(tǒng)性能計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
第五章 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)全工況優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 成本模型
    5.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法
    5.4 太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)全工況優(yōu)化
        5.4.1 設(shè)計(jì)工況優(yōu)化
        5.4.2 非設(shè)計(jì)工況優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塔式太陽(yáng)能輔助1000MW燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐的熱力性能分析[J]. 龐力平,李瑞華,孫詩(shī)夢(mèng),杜小澤,楊勇平.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]塔式太陽(yáng)能電站分離式吸熱器熱流分布與定日鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)研究[J]. 羅彥,杜小澤,楊立軍,楊勇平.  可再生能源. 2017(02)
[3]塔式太陽(yáng)能輔助加熱燃煤電站鍋爐吸納極限分析[J]. 張茂龍,杜小澤,徐超,龐立平,楊立軍,楊勇平.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(20)
[4]塔式太陽(yáng)能鏡場(chǎng)陰影與遮擋效率的改進(jìn)算法[J]. 張茂龍,衛(wèi)慧敏,杜小澤,徐超.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]塔式太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能貢獻(xiàn)度研究[J]. 楊勇平,朱勇,翟融融.  華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]定功率下太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 郭民臣,安廣然,紀(jì)執(zhí)琴,李安生.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[7]基于PSO的光煤互補(bǔ)機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 付文鋒,李飛,邵明巍,王藍(lán)婧,魏明陽(yáng),侯艷峰,周蘭欣.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)單耗模型及參數(shù)敏感性分析[J]. 楊勇平,王夢(mèng)嬌,侯宏娟.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2015(08)
[9]太陽(yáng)能輔助空冷機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)熱性能研究[J]. 侯宏娟,王露,付立,王夢(mèng)嬌,楊勇平.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(08)
[10]基于光線蹤跡法的塔式太陽(yáng)能鏡場(chǎng)布置與優(yōu)化研究[J]. 胡甜,余琴,王躍社.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(04)

博士論文
[1]太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力性能評(píng)價(jià)及設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 王夢(mèng)嬌.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]塔式太陽(yáng)能與燃煤互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)耦合機(jī)理及熱力特性研究[D]. 朱勇.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[3]光煤互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)全工況集成機(jī)理[D]. 彭爍.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[4]太陽(yáng)能與燃煤機(jī)組互補(bǔ)電站熱力特性與集成機(jī)理研究[D]. 胡永生.華北電力大學(xué) 2014
[5]太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性研究[D]. 閻秦.華北電力大學(xué)（北京） 2011
[6]太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機(jī)理與熱力特性研究[D]. 崔映紅.華北電力大學(xué)（北京） 2009

碩士論文
[1]太陽(yáng)能輔助燃煤系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)與運(yùn)行模式研究[D]. 朱勇.華北電力大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3648100