Разработка математической модели для термодинамического анализа и управления процессом двухстадийного преобразования тепловой энергии в электрическую

А. С. Андреев; Н. Н. Синицын

doi:10.34831/EP.2021.47.69.004

Разработка математической модели для термодинамического анализа и управления процессом двухстадийного преобразования тепловой энергии в электрическую

А. С. Андреев, Н. Н. Синицын

Аннотация

Представлено математическое описание термодинамики процесса преобразования тепловой энергии в электрическую, реализованного на основе совмещения газового и парового циклов. На конкретном примере изложен алгоритм реализации программного управления температурой топочных газов на входе газовой турбины и предложена структурная модель системы автоматического управления (САУ). Качество переходного процесса и быстродействие САУ иллюстрируется соответствующими графиками. Компьютерное моделирование с определением динамических параметров ПИД-регулятора САУ проведено в отечественной среде динамического моделирования технических систем SimInTech. Результаты, изложенные в статье, предлагается использовать для реализации оптимизационного алгоритма управления, позволяющего обеспечить преобразование тепловой энергии в электрическую с максимальным эксергетическим КПД при произвольном изменении температуры окружающей среды.

Ключевые слова

совмещенный парогазовый цикл; теплосиловой двигатель; термодинамическая эффективность процесса; эксергетический КПД; программное управление; компьютерное моделирование

Полный текст:

PDF

Литература

Мурзаков, В. В. Основы технической термодинамики / В. В. Мурзаков. - М.: Энергия, 1973. - 304 с.

Андрижиевский, А. А. Энергосбережение и энергетический менеджмент / А. А. Андрижиевский, В. И. Володин. - Мн.: Выш. шк., 2005. - 294 с.

Трухний, А. Д. Парогазовые установки электростанций. Учебник для вузов / А. Д. Трухний. - М.: Издательский дом МЭИ, 2017.

Кирилин, В. А. Техническая термодинамика / В. А. Кирилин, В. В. Сычев, А. Е. Шейндлин. - М.: Энергоиздат, 1983. - 416 с.

Ощепков, А. Ю. Системы автоматического управления: теория, применение, моделирование в MATLAB / А. Ю. Ощепков. - СПб.: Издательство "Лань", 2013. - 208 с.

Теплотехника и теплоэнергетика металлургических производств. Учеб. пособие для вузов / В. В. Белоусов и др. - М.: Металлургия, 1993. - 336 с.

Никулин, Е. А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем / Е. А. Никулин. - СПб: БХВ-Петербург, 2003. - 640 с.

Карташов, Б. А. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech. Практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б. А. Карташов, Е. А. Шабаев, О. С. Козлов, А. М. Щекатуров. - М.: ДМК Пресс, 2017. - 424 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.47.69.004