备用柴油发电机顺序带载器在重水核电厂的应用实践

秦山三厂每台机组采用2台备用柴油发电机(SDG)作为电站III级电源的备用电源,在电站失去IV级电源时向III级电源供电,其功能用于反应堆安全停堆、堆芯衰变热导出以及放射性包容。因此作为应急电源,备用柴油发电机需要具备较高的可靠性。特别是在福岛事件发生后,更凸显其重要性。顺序带载器是备用柴油发电机的一个主要功能模块,机组失去IV级电源后,备用柴油发电机自动启动并按照一定顺序加载重要的负荷。本文主要分析顺序带载器在重水核电厂的实践应用及其优化。     

基于PCS7的SBO后备柴油发电机控制系统设计

福岛核事故后,为确保核电厂的安全运行,每台新建核电机组需配置一台后备柴油发电机。以核电厂后备柴油发电机为被控对象,根据其工艺流程,设计了后备柴油发电机控制系统。该控制系统采用西门子PCS7和AS410-H实施控制方案,由PCS7提供的顺序功能图表实现柴油发电机的启动、停机、保护等逻辑功能。作为国内首台套后备柴油发电机控制系统,该控制系统经过了严格的抗震鉴定试验、工厂试验、现场运行试验。试验及运行结果表明,该后备柴油发电机控制系统关键性能指标,如抗震性能、事件顺序记录(SOE)功能、启动时间、启动成功率,均满足设计要求。该研究为核电厂应急柴油发电机控制系统的国产化及设计提供了技术参考。该设计创新地使用了事件顺序记录、模拟量数据高速归档等功能,在设备故障发生后,可通过这些数据对故障原因进行分析。     

超级电容在柴油发电机启动中的应用研究

本文为改善传统的启动方式对蓄电池造成的影响,提高柴油发电机的环境适用范围和电启动性能,提出利用超级电容辅助蓄电池进行柴油发电机启动模式,并进行了试验证明。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

一种用于基站的柴油发电机组控制器的研究

针对山区、偏远乡村等地的通信基站用柴油发电机设计一款专用控制器;基站使用柴油发电机供蓄电池充电作为电源,控制器实现蓄电池电量监控,显示以及控制柴油发电机自动停开机和对蓄电池充电的功能;控制器以具有Cortex-M4内核的STM32F407芯片为核心,通过μC/OS-II实时操作系统和PID算法对发电机和蓄电池充电进行实时控制;实验表明,控制器能够实现发动机的自动控制,在为蓄电池充电过程中恒压波动小于±0.1V,恒流波动小于±0.2A,实现蓄电池快速稳定充电,满足基站的供电需求。     

浅谈柴油发电机的日常维护与保养

作为后备供电保障的柴油发电机组,能否可靠、安全、迅速的启动供电的关键在于日常正确及时的进行维护、保养.因此,正确维护和保养柴油发电机,使柴油发电机能处于良好状态,保障发射机与微波的安全可靠供电.本文根据个人的维护经验从柴油发电机的特点入手,详细对柴油发电机的日常维护与保养进行了详细的阐述.     

LabVIEW在柴油发电机组并联运行控制系统中的应用

柴油发电机常作为独立电站和应急电源应用广泛,探讨了用以软件为系统核心的LabVIEW开发平台来实现多机并联运行控制,主要介绍发电机组自动准同步并车和负荷分配.通过仿真实验表明,该控制系统完全达到实用要求.     

基于牵引变流器变频启动柴油发电机组研究

提出了交流传动内燃机车利用牵引变流器变频启动柴油发电机组的方案。分别对带位置速度传感器的120°方波电流控制启动、带速度传感器的磁场定向控制启动和无位置速度传感器的转速开环启动三种不同的变频启动柴油发电机组的方案进行了仿真研究,并分别进行了试验验证;提出了采用电压源牵引逆变器、同步发电机组和蓄电池的方法;开发了一套变频启动装置启动柴油发电机。实际应用结果证明了本方案的有效性。     

航空地面电源数据记录仪设计

为监控航空地面电源的运行状态,评估装备的性能,设计了数据记录仪;重点阐述了系统的结构、工作原理及其软硬件设计;数据记录仪由数据采集系统和数据分析系统组成,数据采集系统随航空地面电源工作而启动,自动采集、处理并存储装备运行中的特征参数,整个过程由控制软件控制;将数据传输到上位机后,其分析软件复现采集的数据,与装备技术参数对比,以对其进行性能评估;通过实际应用表明,该记录仪性能稳定可靠,完全能够满足检测要求.     

SECOND ORDER SLIDING MODE CONTROL OF A DIESEL ENGINE

A 2nd order sliding mode algorithm is applied to control the speed of a diesel power generator set. Tuning guidelines are given. The robustness of the controller is investigated and the performance of the 2nd order sliding mode controller is compared with that obtained by a commercial diesel engine controller and a classical proportional‐integral (PI) controller. Robustness to unmodelled dynamics is discussed and implementation results presented.     

变论域自适应模糊控制在航机发电中的应用

航机发电系统是一个时变、非线性、强干扰、模型复杂,燃料供应不确定性大的复杂系统,应用传统的控制方法往往难于达到满意的控制效果.变论域自适应模糊控制具有对模型无准确要求、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点.本文将变论域自适应模糊控制器用于航机发电机组的调节与控制中.首先详细的论述了控制器的结构设计、伸缩因子的选择方法,然后给出了具体的控制算法;最后给出的现场试验及试运行结果表明该控制算法在航机发电中切实可行,效果令人满意.     

6×5MW燃重油电厂控制系统设计与开发

随着国内外用电需求的不断快速增长,柴油发电机组作为电网供电、应急供电和补充供电正得到广泛的使用。介绍了国外某6×5MW燃重油电厂控制系统的设计,由于重油发电机组具有特殊的工艺特点,在认真分析其对控制系统的要求的基础上,利用PLC的可靠、稳定,充分发挥了现场总线技术及DCS技术两者优势,以系统集成为手段,给出一套基于Profibus现场总线、Modbus总线和工业以太网相结合的集散控制系统(DCS),实现了对电厂生产的集中管理和分散控制。     

混合动力汽车辅助动力控制器设计与实现

本控制器针对串联式混合动力汽车进行设计,根据整车工作状态及工作模式对辅助动力单元进行控制,以调节辅助动力单元工作状态,协调混合动力电动汽车能量分配。整车采用串联式混合动力结构,由蓄电池组和发电机组提供能量,以三相异步电机构成驱动系统。本控制器实现了基于TMS320F2812的辅助动力单元控制器的设计。采用了由发电机组的放电电流和发动机转速构成的双闭环控制结构,在实际应用中使辅助动力单元的能量输出达到了良好的控制效果。     

Design of a Proportional-Integral-Derivative Controller for an Automatic Generation Control of Multi-area Power Thermal Systems Using Firefly Algorithm

Essentially, it is significant to supply the consumer with reliable and sufficient power. Since, power quality is mea sured by the consistency in frequency and power flow between control areas. Thus, in a power system operation and control, automatic generation control (AGC) plays a crucial role. In this paper, multi-area (Five areas: area 1, area 2, area 3, area 4 and area 5) reheat thermal power systems are considered with proportional-integral-derivative (PID) controller as a supplemen tary controller. Each area in the investigated power system is equipped with appropriate governor unit, turbine with reheater unit, generator and speed regulator unit. The PID controller parameters are optimized by considering nature bio-inspired firefly algorithm (FFA). The experimental results demonstrated the comparison of the proposed system performance (FFA-PID) with optimized PID controller based genetic algorithm (GA PID) and particle swarm optimization (PSO) technique (PSO PID) for the same investigated power system. The results proved the efficiency of employing the integral time absolute error (ITAE) cost function with one percent step load perturbation (1% SLP) in area 1. The proposed system based FFA achieved the least settling time compared to using the GA or the PSO algorithms, while, it attained good results with respect to the peak overshoot/undershoot. In addition, the FFA performance is improved with the increased number of iterations which outperformed the other optimization algorithms based controller.      

计及螺旋桨负载的船舶电力系统协调控制设计

推进负载对船舶电网的暂态稳定性影响是船电系统的主要特征之一.本文基于非线性鲁棒L2干扰抑制控制方法,研究了具有螺旋桨负荷的船舶电力系统中的励磁与调速的协调控制问题,在充分分析了柴油发电机组的非线性数学模型及其螺旋桨负载的相互耦合的非线性动态结构特性的基础上,提出backstepping控制技术与L2干扰抑制相结合的综合协调控制策略来设计控制器.该控制器在保证系统稳定的条件下,有效地抑制干扰对发电机系统电压和频率的影响.仿真表明,在给系统突加螺旋桨负载的情况下,该控制器能有效地抑制负载对系统性能的影响,验证了控制器的有效性.     

船舶电力推进实验平台电动发电机组驱动监控系统

本文以船舶电力推进实验平台电动发电机组的驱动控制为研究对象,针对发电机组的调速与功率分配要求设计了一套监控系统。监控系统应用了现场总线、PLC控制器、数据库和OPC技术,提出了模拟柴油发电机组转速-功率特性的转速控制策略。系统的实验表明,实时监控效果良好,软件界面友好,操作简单。     

核动力装置蒸汽发生器水位的分层模糊自适应控制

针对压水堆核动力装置蒸汽发生器的水位控制提出一种分层模糊自适应控制方案，该方案中2个模糊控制器分层连接，每个模糊控制均采用典型模糊控制单元，使得模糊规则个数和可调参数个数大大减少，便于在线学习和实时控制，给出了分层模糊控制器的解析表达式及可调参数的在线学习方法，在快速加负荷和突然甩负荷的仿真实验中，该方案的控制效果明显优于已有的变参数PID控制，验证了该方案的有效性。     

船舶电站柴油机双脉冲H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性.为了抑制负荷的扰动, 提高柴油机双脉冲调速器的动态精度, 本文将H_∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_∞控制问题.建立了采用双脉冲${\rm H}_\infty$调速器的柴油机调速系统的数学模型,针对外部干扰和模型的不确定性, 双脉冲H_∞调速器的设计可以归结为混合 灵敏度问题.计算机仿真实验结果表明, 本文设计的双脉冲H_∞调速器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态 精度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性.     

Advanced automotive thermal management – Nonlinear radiator fan matrix control

Advanced automotive cooling systems for gasoline and diesel engines can improve the powertrain performance. The replacement of the mechanical driven coolant pump and radiator fans with computer controlled servo-motor actuators, and update of the wax-based thermostat valve with a 3-way variable position smart valve, allow the coolant flow rate and proportion directed through the radiator to be carefully adjusted. A smart thermal management system approach can regulate the forced convection heat transfer process to match the engine׳s cooling needs. This paper presents a Lyapunov based nonlinear control strategy to solely operate the radiator fan matrix for transient engine temperature tracking. A reduced order mathematical model serves as the basis for the closed-loop feedback system. An adaptive backstepping method was implemented to derive the control law. An experimental test bench with multiple radiator fans, heat exchanger, wind tunnel, coolant pump, three way valve, and engine thermal load has been fabricated. Representative numerical and experimental tests demonstrate that the advanced control strategy can regulate the engine temperature tracking error within 0.12 °C and compensate the unknown heat load. The nonlinear controller provided superior performance in terms of power consumption and temperature tracking as evident by the reduced magnitude when compared to a classical PI with lookup table based controller and a bang bang controller.