热力系统的日趋复杂给研究其动态过程和特性的计算机仿真提出了更高的要求.研究一种既能满足实时性和较高精度的要求,又能快速、灵活地构造和修改模型,开发、调试和应用周期较短,独立于仿真平台的热力系统仿真建模方法势在必行.该文结合自然科学基金项目,在前人研究的基础上对热力系统仿真建模方法作了进一步研究.该文以燃气-蒸汽联合循环装置为实例.由于此热力系统比较复杂,部件种类繁多,并且存在着燃气侧和蒸汽侧两条流体通道,不仅蒸汽侧存在着压力、流量的耦合关系,而且通过换热与燃气侧有出口温度的耦合关系.处理好这样一种复杂的热力系统,形成一套仿真建模方法,就可以解决诸如此类的一系列问题.所以此实例具有代表性.该文根据部件来划分模块,模块之间相互独立,模块与模块的接口处参数成组对应,这样模块间连接方便,物理意义明确.在建立仿真模块的过程中,该文使用蒸汽参数动态方程、金属热惯性动态方程和燃气温度动态方程进行部件的数学描述,不但解决了耦合的问题,而且很好地避免了迭代的处理过程,由于问题的解决仅在部件模块内完成,增加了模块的独立性.该文搭建的所有模块组成了一个联合循环仿真模块库,利用此模块库可以很方便地构筑、修改和扩充燃气-蒸汽联合循环仿真系统.同时模块本身也易于修改,只要保持原来模块的接口不变,原先搭建的仿真系统实例不需要重新构筑就可编译运行.为了得出影响仿真实例的动态特性的主要因素,该文用特征时间常数对流量、压力和焓的动态响应过程进行定量分析,得出了焓是主要因素的结论.此外还分析了金属壁温的动态响应与蒸汽温度的动态响应,结果证明金属壁温的动态响应与蒸汽温度的动态响应有一定的差别,最好分开考虑.该文基于PID控制算法建立了一些控制模块应用与仿真实例中,对系统的稳定和自动调节发挥很大作用.该文在仿真结果的分析中,对仿真系统实例进行计算速度和精度进行测试,由于模型的计算速度较快,对于步长的变化不是很敏感,即使使用较大的步长仍能满足精度的要求,所以完全可以满足实时的要求.