我國正構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，近年來新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但風、光電存在“間歇性、隨機性、波動性”問題，將對新型電力系統(tǒng)平衡調節(jié)和靈活運行帶來挑戰(zhàn)。本課題來源于兩機重大專項航空發(fā)動機及燃氣輪機基礎科學中心項目，負責企業(yè)是上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司，要求對新型聯(lián)合循環(huán)機組進行設計與仿真，以滿足燃氣輪機簡單循環(huán)效率不低于50%，聯(lián)合循環(huán)效率不低于70%，全工況高效率等一系列要求。

本項目研究目標可分為三部分，第一部分通過研究熱交換器、凝汽器等具有典型分布參數(shù)系統(tǒng)圖特征的部件的建模方法，建立燃氣輪機和余熱鍋爐的模型，形成模塊庫。第二部分以燃氣輪機循環(huán)迭代算法為基礎，要求開發(fā)適合本項目循環(huán)基本方案的聯(lián)合循環(huán)穩(wěn)態(tài)模型的高效魯棒迭代算法，并利用創(chuàng)建的模塊庫，選取不同部件參數(shù)組合仿真，分析匹配規(guī)律并進行優(yōu)化。第三部分構建新型電力系統(tǒng)模型開展研究，通過蒙特卡洛仿真得到新型聯(lián)合循環(huán)機組的典型負荷剖面。

（1）完成了聯(lián)合循環(huán)中底循環(huán)主要部件的選型設計，確定設計點參數(shù)和特性曲線。

（2）建立了聯(lián)合循環(huán)底循環(huán)的模塊化模型庫，以此為基礎建立了動態(tài)仿真模型。

（3）建立了聯(lián)合循環(huán)頂循環(huán)的穩(wěn)態(tài)模型，開發(fā)了聯(lián)合循環(huán)穩(wěn)態(tài)模型的高效魯棒迭代算法。

（4）進行不同負載下頂循環(huán)運行參數(shù)優(yōu)化，提出了聯(lián)合循環(huán)變工況運行的調節(jié)規(guī)律。

（5）建立了由聯(lián)合循環(huán)機組與風、光電機組、蓄能系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)等組成的新型電力系統(tǒng)的隨機模型。

（6）對電力系統(tǒng)模型進行蒙特卡洛仿真，降階得到了燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)的典型負荷剖面。