混合動力燃氣熱泵的優(yōu)化分析及控制模擬.pdf

1、當今世界能源與環(huán)境成為日益重要的兩大主題，清潔能源的使用和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)越來越得到人們的重視。隨著人們對生活水平要求的提高，人們對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求愈來愈高，空調(diào)運用得到了普及。有數(shù)據(jù)顯示我國空調(diào)能耗占建筑總能耗55％，而且對環(huán)境的壓力也越來越大。燃氣熱泵由于具有相對較高的一次能源利用率，具有較好的部分負荷特性，對環(huán)境的污染較小，尤其在供熱的情況下具有更好地效果，且其可以調(diào)節(jié)高峰用電動時的電力短缺問題，平衡電網(wǎng)峰谷周期，在歐美國家得到廣

2、泛的運用，在我國也漸漸受到重視。
　　與相比普通的燃氣熱泵系統(tǒng)，混合動力燃氣熱泵系統(tǒng)可以使燃氣發(fā)動機始終工作在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)，本文主要研究的是一種具有連續(xù)傳動比的混合動力燃氣熱泵系統(tǒng)，通過改變傳動比，燃氣發(fā)動機的轉(zhuǎn)速可以不受壓縮機轉(zhuǎn)速的限制，從而使燃氣發(fā)動機可以工作在更加節(jié)能的狀態(tài)，本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)設計了一種具有可變傳動比的燃氣熱泵系統(tǒng)。
　　本文中提出了一種具有連續(xù)傳動比的混合動力燃氣熱泵系

3、統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括三個部分:驅(qū)動系統(tǒng)，變速器和熱泵系統(tǒng)?；旌蟿恿θ細鉄岜孟到y(tǒng)有四種運行模式:燃氣發(fā)動機單獨驅(qū)動模式，電機單獨驅(qū)動模式，燃氣發(fā)動機驅(qū)動并充電模式，燃氣發(fā)動機和電機共同驅(qū)動模式。本文詳細分析了四種工作模式下系統(tǒng)的能量流動過程。
　　(2)建立了混合動力燃氣熱泵系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　混合動力燃氣熱泵系統(tǒng)的建模主要包括三個部分的建模:驅(qū)動系統(tǒng)的建模，變速器的建模和熱泵系統(tǒng)的建模。
　　動力驅(qū)動系統(tǒng)的建模主要包括

4、燃氣發(fā)動機，電機及蓄電池的建模。本文對燃氣發(fā)動機采用實驗建模的方法，建立了燃氣發(fā)動機的萬有特性曲線模型。同樣對電機運用實驗建模的方法得到電機的充放電效率模型。
　　熱泵系統(tǒng)的建模主要包括壓縮機，冷凝器，蒸發(fā)器，節(jié)流閥等部件的數(shù)學模型的建立。變速器是鏈接熱泵系統(tǒng)和動力驅(qū)動系統(tǒng)的橋梁，本文根據(jù)變速器的輸入與輸出關(guān)系建立變速器的數(shù)學模型。
　　(3)基于邏輯門限的控制策略
　　邏輯門限的控制策略是指過制定合理的邏輯規(guī)則來改變

5、和調(diào)節(jié)驅(qū)動系的工作狀態(tài)，使發(fā)動機運行在最佳油耗曲線附近，以達到系統(tǒng)高效率、低排放的目標。本章將采用靜態(tài)邏輯門限控制策略，將壓縮機對驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率設為門限值，再根據(jù)蓄電池的SOC狀態(tài)，選擇合理的燃氣發(fā)動機和電機的工作點。并假定了系統(tǒng)在一個周期內(nèi)外界的負荷需求，建立了基于Matlab/simulink的模擬平臺，模擬在一個周期內(nèi)系統(tǒng)的運行情況。
　　(4)基于瞬時優(yōu)化的控制策略
　　瞬時優(yōu)化是指在當前一個外界負荷的需求下，驅(qū)