文献综述（或调研报告）：
1 选题背景与意义
近年来，我国能源产业快速发展，但“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特点使我国长期以来形成了以化石能源为主的能源消费结构，由此带来的生态环境破坏和能源资源瓶颈等问题成为遏制我国能源发展的关键性问题。因此，加速转变能源产业结构，以石油、天然气为发展趋势，尤其是天然气，提高能源利用效率，寻找清洁环保的能源转化方式，是我国能源领域近些年来的主要研究方向。
以微型燃气轮机为动力设备的分布式能源系统(CCHP, Combined Cooling, Heating and Power)为解决能源消费结构不合理的问题提供了一个新的解决方案。20世纪 80年代，美国率先提出“分布式能源系统”的概念，分布式能源系统是一种建立在能源梯级利用概念上的分散式的供能系统，是一种将制冷，发电和供热一体化的供能系统。分布式能源系统既可以孤立运行又可以并网运行，具有能源利用率高，一次投资小，清洁环保和安全可靠等优点[1]。
微型燃气轮机作为分布式能源系统的动力设备凭借着投资省，启动周期短，运行效率高，结构紧凑和环境友好等优点在过去的五十年里快速发展起来。中国微型燃气轮机发展较晚，现阶段主要依赖进口。但是我国对微型燃气轮机国产化也比较重视，由中航工业联合中国科学院热物理研究所等单位研制的 100kw 微型燃气轮机于2011年7月14日点火成功并达到额定运行工况，这标志着我国在微型燃气轮机国产化方面取得重大突破[2]。由于微型燃气轮机工作过程比较复杂，对微型燃气轮机的转速、功率负荷特性进行研究，了解其动态特性，建立微型燃气轮机模型并对其进行仿真, 实现优化控制，对提高分布式能源效率起到至关重要的作用。
2 国内外研究现状
2.1 微型燃气轮机建模研究现状
工业过程的建模大致分为机理建模、实验建模（黑箱建模或者辨识建模）以及实验和机理结合的建模方式（灰箱建模）。机理建模根据三大平衡方程（质量平衡方程、动量平衡方程、能量平衡方程）以及相平衡方程、化学反应定律和物理定律等公式来描述工业过程的运行规律以及动态特性。机理建模得出的数学模型适应性比较强，可以比较便捷的调整模型参数。但是机理模型也存在着一定的局限性，对于一些工作过程比较复杂的非线性系统，机理模型往往难以准确的描述其动态特性。在一些数学表达式系数难以确定下来的时候，机理模型同样不适用。在对一些比较复杂的非线性系统建模时，实验建模往往比机理建模有更高的建模精度。但是实验建模无法直观的看到内部机理过程，而且无法调整系统参数。灰箱建模利用机理模型的模型结构，再通过实验建模的方式辨识出模型参数[3]。近些年来，很多学者燃气轮机建模领域作了大量的研究工作，提出了不少新的建模方法和思路。
目前公认的比较经典的微燃机模型是WI Rowen[4-5]提出的微燃机动、静态模型。他利用模块化建模的思想建立微型燃气轮机的动、静态模型，动态模块和静态模块分开建立，然后将其串联成一个整体。这种模块化建模的方法不仅比较直观而且适用范围广，这种方法也是现在应用最广泛的一种建模方式。但是这种微燃机模型未考虑负载的影响，只适用于标准工况之下。Hosseinalipour[6]建立了微型燃气轮机的静态模型，采用线性化的静态方程组作为状态空间模型，建立了微型燃气轮机的瞬态线性动力学模型。为了验证模型的准确性，对微型燃气轮机静态模型进行了仿真，仿真得出的数据与 Aspen-Hysys 软件的数据对比验证了模型的准确性。S.M. Camporeale[7]等人建立了微型燃气轮机的非线性模型，为控制系统的研究提供了一个动态模型，实验证明该模型的仿真精度比较高。张圆蔚[8]等人在传统只考虑转动惯性的动态燃气轮机模型的基础之上，通过加入惯性模块和容积模块建立了更加精确的动态模型。通过仿真实验发现，引入惯性模块和容积模块的燃气轮机模型可以更加全面精确的反应机组的动态特性，为更加精确的实时仿真提供了一个新的方法。刘尚明[9]等人建立了基于MATLAB/Simulink平台的燃气轮机模块库，在传统的考虑惯性以及容积模块的动态模型的基础之上，考虑了燃料组分对仿真的影响。通过将仿真数据和原厂数据对比发现拟合度较好，满足精度要求。唐丽丽[10]对某单轴燃气轮机进行建模仿真研究，由于对压气机进行精确的机理建模比较困难，该模型的压气机模块采用的是辨识建模的方法，提出了一个新的辨识算法对压气机特性曲线进行辨识，实验证明新的辨识算法效果有明显的改进。通过对新的模型进行燃料量、负荷等阶跃扰动仿真，证明了模型的准确性。
2.2 微型燃气轮机控制研究现状
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