基于电网稳定性分析的汽轮机调速系统建模试验研究

分析了电网稳定性分析对汽轮机调速系统模型参数的一些基本要求,在此基础上提出了进行汽轮机调速系统建模试验的思路及方法,并对目前进行现场参数测试过程中遇到的各种问题进行了简单介绍,同时也探讨了相应的解决办法。这为顺利完成现场参数测试,辨识系统模型参数,向电网稳定性分析提供高准确度的计算模型提供了思路。从大量汽轮机调速系统建模试验的情况来看,论及的方法是较为切实可行和可靠的。     

粒子群优化算法及其在发电机组调速系统参数辨识中的应用

准确可靠的发电机组调速系统模型参数对于电力系统稳定性分析非常重要,由于利用常规辨识方法(如最小二乘法)进行模型参数辨识时对试验条件要求较为苛刻,且很难对调速系统中大量存在的非线性环节参数进行辨识.本研究将目前正处于研究热点的粒子群算法引入发电机组调速系统模型参数的辨识过程研究,结果表明,利用粒子群理论进行模型参数辨识时...     

一种新的燃气轮机调速系统建模试验方法

本文针对电力系统仿真计算中的燃气轮机调速系统建模工作提出了一种新的参数实测试验方法,该方法已在燃气轮机发电机组上得到成功应用,解决了传统试验方法中电网频率波动的干扰问题,能够得到稳定的燃气轮机调速系统电网频率-机组负荷特性曲线,从而提高了实测参数的准确性和仿真模型的可靠性。     

小型汽轮机黑启动电源仿真模型的建立与分析

根据汽轮机数字电液调节(DEH)系统工作原理,推导建立小型汽轮机的电液调速数学模型,利用Simulink软件建立其仿真系统.仿真计算结果表明:当电网瘫痪时采用汽轮机调速系统提高自带常用电功率和增加二次调频措施,有利于小型汽轮机的安全运行,说明将小型汽轮机作为黑启动电源是可行的.     

600MW汽轮机调速系统试验及辨识研究

以某电厂6号机组(600MW)为研究对象,为对其调速器系统模型参数进行辨识,设计并实施了相关的试验。在辨识过程中,针对常规参数辨识方法在进行汽轮机调速系统模型参数辨识时所遇到的困难,采用了一种基于遗传算法的模型参数辨识方法,并利用Matlab及其simulink工具箱予以实现。结果表明,该方法较为适用于汽轮机调速系统模型参数的辨识,辨识所得到的模型也达到了较高的仿真精度。     

基于自适应逆控制的汽轮机调速系统研究

针对汽轮机调速系统具有时滞、非线性、动态特性随工况显著变化和难以精确建模等特点,采用自适应逆控制理论并结合神经网络技术,提出了汽轮机调速系统自适应逆控制方案.该方案利用RBF神经网络在线辨识获得对象模型、逆模型和扰动消除控制器,对给定转速信号和外部扰动分别进行控制,使两者同时达到最佳控制效果.对200MW机组汽轮机调速系统进行了仿真实验,结果表明:与PID汽轮机调速控制方案相比,该方案能很好地适应汽轮机调速对象特性的变化,有效克服对象的惯性和非线性,并有效抑制外部扰动,明显改善汽轮机调速系统的控制品质.     

360MW机组汽轮机实时模块模型的建立与研究

基于MMS仿真环境,以360MW发电机组汽轮机系统为对象,建立了汽轮机实时动态模型,并对该模型进行了仿真试验以及动态特性分析。仿真试验结果表明,模型能达到实时的要求,动态响应符合对象的机理。     

基于果蝇优化算法的汽轮机调节系统参数辨识

为了建立用于电力系统稳定计算的汽轮机调节系统的准确模型,通过现场试验的方法得到某电厂试验数据并进行了相关预处理,采用果蝇优化算法对该电厂汽轮机调节系统各环节的参数进行辨识,最后对辨识结果进行仿真校核,给出仿真曲线与实测曲线的对比结果,并计算出各误差指标.结果表明:所采用的果蝇优化算法适用于汽轮机调节系统参数辨识,经过仿真校核得到的模型与机组实际特性趋于一致,验证了该方法的实用有效性.     

基于改进粒子群算法的水轮机调速系统建模

针对电力系统稳定计算分析软件中水轮机调速系统模型过于简单、粗略的问题,建立了水轮机调速系统非线性模型,并提出参数实测与改进的粒子群智能优化算法结合的模型辨识方法,获得了调速器模型参数、水轮机-引水道模型参数.现场实测数据的模型仿真结果验证了该模型辨识方法的准确性,该模型优于电力系统稳定计算软件中的模型,更符合实际.     

基于MATLAB的NCD工具箱在汽轮机调速系统中的应用研究

汽轮机调速系统是一个非线性系统,油动机以及电液转换器都含有非线性环节,然而现在汽轮机调节系统的控制策略仍停留在PID控制。使用MATLAB中的非线性优化模块(NCD模块),对控制系统中的PID参数进行优化设计,方法简单、结果精确,同时也避免了以往优化设计中复杂的计算和编程。仿真结果表明获得一组较好的PID参数,有效改善了汽轮机调节系统的性能。     

二次再热超临界机组热力系统的全方位线性分析法

建立了计算锅炉吸热量、汽轮机作功、凝汽器放热量的线性模型，并通过分析抽汽和各种附加汽水成分对热力系统质量及热量平衡的作用和影响，得出二次再热超临界机组质热平衡关系的快速建模方法及各种附加成分的线性分析方法，用线性方法实现了对二次再热超临界机组锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量的全面分析与计算。     

余热锅炉动态特性的数值计算

本文对单压余热锅炉的动态特性进行了数值计算。分析了当燃气轮机排烟温度和流量发生扰动时,余热锅炉出口参数随时间的变化规律。研究结果为联合循环余热锅炉控制系统的设计提供了理论依据。     

直冷式空冷机组的负荷-压力动态模型及其特性分析

在对空冷装置、汽轮机及回热加热系统进行研究的基础上,结合传统机组非线性动态模型,引入汽轮机效率修正,得到能够体现排汽压力变化特性的空冷机组通用动态模型,并给出了1台600 MW机组的实例.分析了采用机跟炉和炉跟机2种控制方式时排汽压力波动造成的影响.结果表明:排汽压力快速变化是影响机组负荷-压力稳定的一个重要原因;而排汽压力缓慢变化导致的被控对象参数改变不会对控制品质产生实质性影响.     

A performance analysis of integrated solid oxide fuel cell and heat recovery steam generator for IGFC system

Solid oxide fuel cell (SOFC) is a promising technology for electricity generation. Sulfur-free syngas from a gas-cleaning unit serves as fuel for SOFC in integrated gasification fuel cell (IGFC) power plants. It converts the chemical energy of fuel gas directly into electric energy, thus high efficiencies can be achieved. The outputs from SOFC can be utilized by heat recovery steam generator (HRSG), which drives the steam turbine for electricity production. The SOFC stack model was developed using the process flow sheet simulator Aspen Plus, which is of the equilibrium type. Various ranges of syngas properties gathered from different literature were used for the simulation. The results indicate a trade-off efficiency and power with respect to a variety of SOFC inputs. The HRSG located after SOFC was included in the current simulation study with various operating parameters. This paper describes IGFC power plants, particularly the optimization of HRSG to improve the efficiency of the heat recovery from the SOFC exhaust gas and to maximize the power production in the steam cycle in the IGFC system. HRSG output from different pressure levels varies depending on the SOFC output. The steam turbine efficiency was calculated for measuring the total power plant output. The aim of this paper is to provide a simulation model for the optimal selection of the operative parameters of HRSG and SOFC for the IGFC system by comparing it with other models. The simulation model should be flexible enough for use in future development and capable of predicting system performance under various operating conditions.     

A performance analysis of integrated solid oxide fuel cell and heat recovery steam generator for IGFC system

Solid oxide fuel cell (SOFC) is a promising technology for electricity generation. Sulfur-free syngas from a gas-cleaning unit serves as fuel for SOFC in integrated gasification fuel cell (IGFC) power plants. It converts the chemical energy of fuel gas directly into electric energy, thus high efficiencies can be achieved. The outputs from SOFC can be utilized by heat recovery steam generator (HRSG), which drives the steam turbine for electricity production. The SOFC stack model was developed using the process flow sheet simulator Aspen Plus, which is of the equilibrium type. Various ranges of syngas properties gathered from different literature were used for the simulation. The results indicate a trade-off efficiency and power with respect to a variety of SOFC inputs. The HRSG located after SOFC was included in the current simulation study with various operating parameters. This paper describes IGFC power plants, particularly the optimization of HRSG to improve the efficiency of the heat recovery from the SOFC exhaust gas and to maximize the power production in the steam cycle in the IGFC system. HRSG output from different pressure levels varies depending on the SOFC output. The steam turbine efficiency was calculated for measuring the total power plant output. The aim of this paper is to provide a simulation model for the optimal selection of the operative parameters of HRSG and SOFC for the IGFC system by comparing it with other models. The simulation model should be flexible enough for use in future development and capable of predicting system performance under various operating conditions.     

基于改进熵权法的多元状态估计模型在汽轮机能效监测中的应用

为了提高汽轮机能耗预警水平,将多变量状态估计技术(MSET)作为汽轮机能效监测的数据挖掘方法,在完成不同工况机组能耗水平分类的基础上,利用改进的熵权法计算能效偏离度。将偏离度和警报阈值结合来判断汽轮机运行工况水平,及时获取能耗时间点,并定位引起能耗异常的特征参数,该方法克服了单一热耗率指标评价能效变化的局限性。以某电站600 MW机组的汽轮机历史运行数据为研究对象,借助聚类算法完成汽轮机热耗分类,以最佳热耗率所在类簇的部分运行数据作为训练样本建立MSET能耗模型,并完成模型正确性验证。利用剩余类簇在能耗模型下实际观测值和模型估计值的偏差,并结合信息熵权法分配与热耗相关的特征参数属性权重,计算获得偏离度指数,完成汽轮机能耗异常预警。结果表明：该方法可以为汽轮机能效异常变化提供及时的预警信息并定位导致能耗异常的参数。     

二次再热超临界机组热力系统热经济性计算模型的研究

以常规热平衡方法和等效热降的基本理论为基础，经过严格的数学推导，建立了既能用于其单位新蒸汽俘功又能用于循环吸热量计算的二次再热超临界机组热力系统通用计算模型，实例计算结果与常规法完全一致，为此类机组热经济性与局部因素的快速准确定量计算奠定了基础，并可应用于其它任何凝汽式火电机组热力系统。     

凝汽式汽轮机热力系统局部定量计算的研究

以常规热平衡方法为基础,根据等效热降的基本理论,提出了应用于凝汽式汽轮机热力系统局部定量分析的通用计算模型,不需作任何修正即可简捷、快速、准确地计算出热力系统局部参数变化对单位新汽作功与循环吸热量的影响,为热力系统节能诊断提供了新途径。经实例验证,计算结果与常规热平衡法完全相同。     

三压再热汽水系统IGCC的设计工况和变工况性能

以三压再热式汽水系统ＩＧＣＣ（整体煤气化燃气－蒸汽联合循环）为研究对象组成了整体空分ＩＧＣＣ系统方案,建立了气化炉,净化系统,燃气轮机,空分装置,余热锅炉,汽轮机各组成部件的数学模型,对ＩＧＣＣ系统的设计工况和变工况特性进行计算,分析了煤气轮机采用不同调节规律和汽轮机采用不同运行方式时对系统变工况性能的影响并提出了合理的运行方式。     

Efficiency improvement and superiority of steam injection in gas turbines

An open cycle gas turbine with a heat exchanger and its modifications have been studied. These modifications include the combinations of the gas turbine with a steam injection system and the gas turbine with a closed cycle steam turbine. The steam is generated by a waste heat boiler. It was found that in both cases the efficiency and the net output of the gas turbine increased considerably, of the order of 20–40%. In order to define the superiority regions of the systems studied on various ranges of power output, an economic analysis per unit power has been done. For short duration, intermittent type of operation the steam injection was found superior. Above this mode of operation, the operational modes of electric base and continuous were covered by the gas turbine combined with the steam turbine.