基于系统动力学的电站热工被控对象建模与仿真

摘要

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了燃煤火力发电长期作为我国的主力电源。我国能源供应系统正面临需求增长和节能减排的双重压力。对燃煤电站热工过程进行动静态研究对协调好能源和环境的关系、实现经济的可持续发展具有重要意义。对电站热工被控对象进行系统动力学建模有利于更好地进行燃煤电站热工过程的动静态研究和优化，实现节能减排。论文的选题具有重要的实用价值和广泛的工程应用前景。
　　本文基于热工被控对象的运行机理，从物质和能量传递的角度，利用系统动力学原理对汽包、双进双出球磨机、过热汽温系统这三个重要的电站热工被控对象建立了系统动力学模型。通过分析系统内部变量之间的因果和反馈关系，建立了因果回路图模型，并根据实际系统量化变量间关系，构建存量流量图。本文为辨识所建模型中参数提出了一种变步长改进果蝇优化算法，该算法在传统果蝇算法基础上，根据迭代误差来调整搜索步长，同时引入松弛因子来改进味道浓度判定值，克服原始算法缺点，提高算法性能，可以较好的得到热工被控对象实际特性的系统动力学模型参数。所建系统动力学模型通过在Vensim PLE环境下的仿真研究及与传统模型仿真曲线的对比分析，验证了系统动力学模型的有效性。

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第1章 绪论

1.1 背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的内容安排

第2章 系统动力学建模基础

2.1 系统动力学特点

2.2 因果回路图

2.3 存量流量图

2.4 热工被控对象的系统动力学建模步骤

2.5 系统动力学建模软件Vensim PLE简介

2.6 本章小结

第3章 变步长改进果蝇优化算法

3.1 果蝇优化算法

3.2 变步长改进果蝇优化算法

3.3 算法优越性对比

3.4 本章小结

第4章 汽包的系统动力学建模与仿真

4.1 汽包工作机理分析

4.2 汽包因果回路图

4.3 汽包存量流量图

4.4 汽包模型仿真测试与分析

4.5 本章小结

第5章 双进双出球磨机的系统动力学建模与仿真

5.1 双进双出球磨机分析

5.2 双进双出球磨机因果回路图

5.3 双进双出球磨机存量流量图

5.4 双进双出磨煤机模型仿真测试与分析

5.5 本章小结

第6章 过热汽温系统的系统动力学建模与仿真

6.1 过热汽温系统分析

6.2 过热汽温系统因果回路图

6.3 过热汽温系统存量流量图

6.4 过热汽温模型仿真测试与分析

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢