微型燃气轮机可变论域自适应模糊PID控制

微型燃气轮机是一个多变量、非线性的复杂系统,采用常规的控制方法仅能在其稳定运行时有较好的控制效果,而在负荷变化或特定工作点运行时,由于多种耦合限制的存在,往往难以取得令人满意的控制效果。基于微型燃气轮机发电系统的动态特性,在仿真平台上建立了含微型燃气轮机及发电系统完整的数学模型,并在模型中加入了可变论域自适应模糊PID(比例、积分、微分控制)控制环节,在燃气轮机孤网带载运行状态下,研究了燃气轮机的转速、燃料量、排气温度和机械转矩等动态特性。仿真结果表明:当负荷突变时,转速能够快速达到稳定且超调量不超过1.9%,燃料量在满载时能维持在1 p.u.附近,满足燃气轮机运行要求,具有稳态性能好、动态响应快和鲁棒性强的优点。     

燃气轮机动态仿真及排放特性研究

建立了H级重型燃气轮机动态仿真模型,探究了负荷和环境温度扰动下机组的动态响应特性以及不同停留时间下燃烧污染物的排放特性。结果表明:所建立的机组模型能够正确模拟不同扰动下燃气轮机的参数响应过程,且具有较好的稳定性;环境温度升高时,为防止燃气轮机超温,控制系统通过降低燃气轮机输出功来保证系统的安全运行,稳态时透平进出口温度虽有上升,但在安全范围内;随着燃烧温度升高,NOx生成量逐渐增加,在一定温度范围内,两者呈指数关系变化,而CO的生成量则有所下降;随着停留时间的增大,NOx生成量逐渐增加,CO生成量则相反。     

基于Matlab/Simulink的单轴燃气轮机动态仿真

本文利用Matlab/Simulink对某型单轴燃气轮机系统进行了仿真,并采用了自适应控制与常规的PID控制相结合的方法对转速控制器进行了建模分析,不仅系统的响应时间缩短,而且系统超调量大幅度减小,为燃气轮机的转速控制提供了一种新的思路。     

带回热微型燃气轮机系统动态过程分析

分析了微型燃气轮机的动态数学模型,利用解析方法,求解了带回热单轴燃气轮机动态方程,对定转速和变转速两种情况下微型燃气轮机负荷变化和甩负荷的动态过程进行了仿真,提出了机组变工况动态性能优化和控制优化的途径。该研究能够为实际机组的运行和系统性能参数的合理匹配提供理论指导。     

单轴燃气轮机通用特性曲线的测定与试验数据的整理方法

本文提出了一种比较现实而简单的测定单轴燃气轮机通用特性曲线的试验方法和试验数据的整理方法.在此基础上进一步提出了整理单轴恒速燃气轮机外温修正曲线和转速修正曲线以及排气温度t_4随大气温度和机组负荷而变化的关系曲线的方法.     

基于功率前馈的燃气轮机可转导叶角度控制规律研究

针对某型发电燃气轮机在负载突变过程中可转导叶角度与压气机转速互相耦合、控制失稳的问题,提出了“功率前馈”控制策略——即根据负载功率对可转导叶角度进行调整。首先,通过粒子群寻优算法,将压气机喘振裕度作为目标,对不同工况下的导叶角度进行寻优匹配;其次,采用“功率前馈”对燃气轮机突增负荷和甩负荷过程中的导叶角度进行调节;最后,以船用发电型间冷燃气轮机为研究对象,建立三转子燃气轮机整机模型,针对突变工况过程可转导叶角度的控制规律开展研究。结果表明：采用“功率前馈”控制模式,在突增负荷过程中,动力涡轮转速超调量减小11%,高压涡轮进口温度降低了3%;在甩负荷过程中动力涡轮转速超调量减少10%,高压涡轮进口温度超调量降低11.9%,低压压气机最小喘振裕度由0.87%提高至9.1%。     

基于SIMULINK的单轴重型燃气轮机模型动态仿真研究

为进一步验证在MATLAB/SIMULINK环境中建立的燃气轮机系统模型能否反映燃气轮机复杂的动态特性,本文以西门子V64.3型重型燃气轮机为研究对象,进行了甩负荷过程的模拟.仿真研究结果表明,该模型能够正确反映燃气轮机系统甩负荷过程的动态特性,满足安全性要求,符合燃机的运行规律.该模型可以用于下一步燃气轮机控制系统的设计研究工作.     

基于差分进化算法的燃气轮机转速模糊PID复合控制

为了改善电站燃气轮机转速控制系统的调节品质,采用模糊PID(比例积分微分调节器)复合控制,通过差分进化算法对模糊控制器参数进行寻优,基于电力系统高级仿真支撑平台(JSSC)对该方法进行了验证。试验结果表明:模糊PID复合控制无论在升速过程还是甩负荷等突变工况时,不管在超调量、过渡过程时间等动态性能上还是静态偏差等方面,转速控制结果均明显优于单纯的PID控制;当转速特性发生变化时,该控制方法表现出良好的鲁棒性。     

燃气轮机双燃料伺服系统动态数学模型的研究

采用理论建模和数字仿真方法,对燃气轮机双燃料伺服系统的动态数学模型进行研究。特别对机组转速变化、负荷变化和两种燃料相互切换及混烧条件下的双燃烧伺服系统动态特性作了研究,并推导出其动态方程式,从而建立起一个实用的动态数学模型。该模型的建立是设计燃气轮机主控制系统不可缺少的重要环节。     

耦合太阳能的燃气轮机动态性能与控制特性研究

为深入研究耦合太阳能对燃机动态特性的影响,建立耦合太阳能的燃气轮机以及相应控制系统的动态模型。分析槽式集热器不同耦合方式对系统稳态性能的影响以及受到外界负荷及太阳直射辐射（DNI）扰动时各参数的动态响应,研究槽式集热器金属热容对系统动态特性的影响,针对比例积分（PI）控制,研究相应参数对系统调节效果的影响。结果表明,采用集热器布置在回热器前时,系统的排气温度相对较高,但系统效率会相对较低,受到外界负荷扰动时,系统响应更加迅速,采用集热器布置在回热器后时则可得到更高的燃料节省量;DNI变化时2种方式的系统响应速度相同;当集热器金属热容较小时,系统的响应时间主要受控制系统及回热器惯性影响,随着热容增加,调节集热器惯性参数为改变系统动态响应时间的最有效方式;比例系数K_p与积分系数K_i应合理选取,过大或过小均会使系统失调的危险性提高。