基于Simulink柴油发电机组工作性能仿真

基于Simulink仿真平台,采用变步长算法建立柴油发电机组仿真模型,进行柴油发电机组在高排气背压、高进气真空条件下稳态、瞬态工作过程的系统仿真,并与试验数据进行对比,证明了模型具有较高的仿真精度,最后利用该仿真模型研究了排气背压、进气真空度对机组性能的影响。     

某型16V发电用柴油机突加突卸试验研究

利用改进的比例积分微分(PID)控制策略,完成了100%负荷突卸和52.5%负荷突加的试验指标要求,并给出了柴油机在负荷突变过程中的动态调速特性曲线。为实现60%负荷突加试验的要求,通过优化PID油量表格和喷油正时,同时引入分段喷油策略,使该机突加性能改善明显,瞬态调速率降至6.5%,也为今后改善发电用柴油机突加突卸性能提供了理论依据。     

基于自抗扰控制器的柴油机调速算法

利用跟踪微分器对常规比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器进行改进,对常规PID、改进PID和自抗扰控制算法分别进行验证,选择D6114型柴油发电机组作为被控对象,利用Simulink搭建数学模型,仿真结果与真实试验数据吻合。分别搭建3种不同控制算法下的控制器模型,检验算法的可行性并完成调速控制试验,其中在起动、稳定运行和加减载动态调速阶段分别完成3种算法的试验验证。结果表明:改进PID控制器的稳态和瞬态调速效果均有明显提升,自抗扰控制器控制效果更好。     

某大功率柴油机推进动力模块动态特性研究

以某型16缸大功率增压柴油机动力模块为研究对象,采用AMESim软件建立了柴油机动力模块的仿真模型,并通过试验数据对仿真模型进行了标定。基于该模型对柴油机推进动力模块加速过程中模块转速与设定值的偏差,以及瞬态调速过程中模块带大惯量运行的规律以及喷油控制优化进行了仿真研究。研究结果表明:减小涡轮增压器惯量可以优化柴油机加速过程的转速响应;负荷突加、突卸瞬态过程动力模块转动惯量与转速波动值呈幂函数关系;采用PID控制可以更有效地优化推进动力模块的动态特性。     

舰用风冷式柴油机匹配电子调速器的试验与验证

某型艇的风冷柴油发电机组在试验时发现调速性能超差、达不到要求的精度。通过对风冷柴油机结构特点的分析论证,选用国产成熟的电子调速器进行匹配。试验验证表明,达到了机组成套技术要求的精度等级。     

基于改进混合差分进化算法的水轮机调速系统空载PID参数优化

为优化水轮发电机组调速系统空载PID相关参数,提出一种改进混合差分进化算法(IHDE),即先根据某电站混流式水轮发电机组建立相应空载工况数学模型,其次引入IHDE对空载工况数学模型PID参数进行优化,由于DE算法易出现早熟收敛问题,对该算法缩放因子的取值进行优化;同时,为了增强差分进化算法(DE)的全局搜索性能,在DE的选择阶段加入模拟退火算法的个体更新机制进行选择操作;然后,提出一种改进的综合ITAE指标用于评价空载扰动的仿真结果,使得目标函数的评价方式更加准确且符合相关标准要求;最后,通过试验仿真与不同算法进行对比,验证了IHDE优化水轮发电机组调速系统PID参数的有效性。     

汽轮机调速系统和调节级数学模型

以理论分析和试验数据为依据,按照实时仿真的要求,建成适宜于电站培训用汽轮机调速系统和调节级数学模型。     

不同涡轮流通面积对脉冲机组瞬态特性的影响分析

基于脉冲负荷柴油发电机组特点,提高瞬态特性是脉冲柴油发电机组设计的难点和重点。通过开展脉冲负荷工况下涡轮增压器不同涡轮流通面积的仿真分析和试验,研究不同涡轮流通面积对脉冲柴油发电机组瞬态特性的影响规律;并提出改善脉冲柴油发电机组瞬态特性的方法。     

基于AMESim的柴油发电机组建模与仿真

利用系统建模与仿真软件AMESim建立了某柴油发电机组的仿真模型,进行了稳态过程和动态过程的仿真,并与试验数据对比,证明所建立的仿真模型具有较高的仿真精度,可以用于研究柴油发电机组在动态工况下的运行特性。     

基于CMAC神经网络前馈控制的柴油发电机组转速控制研究

提出了一种小脑模型神经网络(CMAC)前馈负荷控制的柴油机调速策略,利用传统PID来实现反馈控制,保证船用柴油发电机组调速系统的稳定性并抑制扰动,在CMAC神经网络输入信号中加入负荷电流和转速指令,实现对控制器的前馈控制,确保系统的控制响应速度,提高控制精度。经过仿真后,使用MicroAutoBox控制器进行了D6114发电机组配机试验。试验结果表明:机组具有良好的动静态特性,标定负载突变超调6.2%,稳定时间2.8s,完全满足二级电站对柴油机调速系统的要求。     

柴油发电机组回能型电子负载系统技术研究与应用

针对公司现有柴油机及柴油发电机组试验负载为测功器和水负载,试验产生的机械能及电能消耗在水阻中导致能源浪费问题,进行柴油发电机组回能型电子负载系统技术研究。根据船用柴油发电机组以及往复式内燃机驱动交流发电机组试验特性要求,完成相应技术方案制定,系统参数计算及设备选型。通过某型发电机组回能型电子负载测试试验,验证了所开发的回能型电子负载系统的各性能指标满足发电机组调速特性和负载特性的测试要求;达到了节约能源,降低成本,提高柴油发电机组测试效率的目的。     

D683系列船用柴油机的研制开发

Ｄ６８３系列船用柴油机是在Ｄ６１１４车用型柴油机基础上,借鉴９０年代中后期国际先进船用柴油机的设计经验,由上海柴油机股份有限公司研制开发的新一代高速、轻型、低排放、节能型船用柴油机,功率范围为１５４～２０５ｋＷ,主要用作高速船艇主机,也可作为舰船辅机、发电机组动力等。本文主要介绍了该系列船用柴油机的性能研究、结构设计和研制开发的情况。     

变速柴油发电机组最佳运行转速研究

燃油经济性好是变速柴油发电机组的一大优势,而柴油机运行转速与燃油消耗率密切相关。以变速柴油发电机组为研究对象,建立了变速柴油发电机组的数学模型,以燃油消耗率最低为准则,用数学模型寻优和试验数据寻优两种方法开展了变速柴油发电机组的最佳运行转速研究;并进行了变速柴油发电机组油耗试验。试验结果表明:在最佳运行转速曲线上运行的变速柴油发电机组的燃油消耗率小于恒速模式下运行时的燃油消耗率;试验数据寻优得到的最佳运行转速曲线的节油性更好。     

船舶柴油发电机组余热冷却系统设计

针对船用柴油发电机组在停机后仍有大量热量辐射至机舱,严重影响机舱舒适性的问题,以某型船舶柴油发电机组为对象,设计了一套余热冷却系统,在柴油发电机组停机后对缸套等高温部位进行冷却。经相关试验验证:该冷却系统可有效降低柴油发电机组停机后的温度,且具有操作简单,维护方便,自动控制等特点。     

核电应急柴油发电机组滑油低压保护停机控制的设计优化

通过采用转速分段及增加短延时的改进方法,对当前核电应急柴油发电机组滑油低压保护停机控制设计进行了优化。经论证与试验表明:优化后的保护停机控制对机组起动及运行过程均起到了保护作用,同时确保了滑油压力的正常建立,避免了机组因受外部因素影响导致应急保护停机误动作,提高了机组起动的可靠性。该优化方案已经在核电厂应急柴油发电机组控制系统中得到广泛应用。     

船用柴油发电机组悬置隔振特性及隔振器选型分析

针对船用柴油发电机组悬置隔振特性进行了分析,指出:传统隔振理论用于柴油发电机组有一定的缺陷,由于柴油发电机组悬置支撑的弹性作用等因素使振动传递率曲线在高频段上扬,隔振效果变差。就柴油发电机组的隔振器选型原则、安装布置进行了分析,并辅以实例说明。     

稳态调速率与静态调压率对柴油发电机组并联运行的影响

通过分析稳态调速率和静态调压率对柴油发电机组并联运行的影响,提出了利用机械液压调速器和普通AVR调压器调整稳态调速率和静态调压率的方法,实现了多台并联运行柴油发电机组均衡承载电网负载的要求。实际应用证明,该方法可靠且有效。     

柴油发电机组转速控制半物理仿真系统开发

通过Simulink建立MTU396柴油发电机组的仿真模型,然后采用Matlab实时工作间(RTW)将Simulink仿真模型转化成可移植的嵌入式C++代码,最后在VisualC++集成开发环境下开发柴油发电机组转速控制半物理仿真系统。实际应用表明,该系统运行良好。     

电控泵管嘴系统在柴油发电机组脉冲工况中的控制策略研究

在GT-POWER与Matlab耦合仿真和试验验证的基础上,对电控泵管嘴燃油喷射柴油发电机组在脉冲工况下的动态特性进行了仿真,研究了不同PID控制参数对脉冲工况下柴油机性能的影响,得到了一组理想的控制参数;并提出了首脉冲负载加载前提高柴油机转速的方案,以增大机组轴系在脉冲负载加载前的能量,减小机组在脉冲过程中的动态调速率。仿真结果显示,在理想的PID参数下,机组的动态调速率可由现场试验的6.8%降至4.0%,如果首脉冲负载加载前提前升高柴油机转速,机组的动态调速率可降至2.8%。     

核电站应急柴油发电机组调速系统对电气指标的影响

针对某核电站应急柴油发电机组在进行BASS55试验时机组频率恢复时间超差的问题开展相关试验研究。试验表明:发电机组在应急启动时突加较大感性负载,容易造成低频及稳态恢复时间超差等问题;通过优化匹配电子调速器的PID控制参数,可使机组的电气指标满足技术要求;柴油机以及调试系统、发电机以及励磁系统等是影响应急柴油发电机组电气指标随机组突加负载变化的主要因素。