低热值合成气燃气轮机仿真系统的设计与验证

以国内首台天津整体煤气化联合循环电站关键设备低热值合成气燃气轮机为研究对象,通过机理分析等手段,搭建了针对该燃气轮机的仿真系统。介绍了该仿真系统模型的结构。通过对比不同燃料不同负荷的稳定运行工况下,以及燃料切换的动态过程下,燃气轮机仿真系统与现场实际测试的数据,得出稳定工况下,仿真系统与实际运行参数误差小于5%,动态过程下主要运行参数如燃气轮机负荷,平均误差小于1%,最大误差小于10%。表明搭建的低热值合成气燃气轮机仿真系统能够实现准确对现场燃气轮机运行过程的仿真。     

微型燃气轮机的微网管理与控制策略

微型燃气轮机通常会配置冷热电负荷,也会选择微型燃气轮机并列运行模式,能有效实现微网中的能量及负荷供应平衡,但微型燃气轮机冷热电负荷小,波动变化大,负荷运行与配置问题比较难于控制。介绍了一种微型燃气轮机串级控制策略,能较好地在满足冷热电等负荷需求的情况下,实现燃气轮机转速及燃料的控制。仿真性能曲线表明,本文介绍的微型燃气轮机的微网管理与控制策略具有响应迅速,控制稳定的特征。     

燃气轮机动态仿真容积效应法研究

针对燃气轮机动态建模容积效应法运用过程中,使用真实体积运算时计算结果振荡较大,无法对燃气轮机动态过程进行实时有效的运算的问题,对容积效应法的原理进行分析,提出了采用虚拟容积计算方法计算容积大小.采用面对对象的模块化建模方法,基于Matlab/Simulink平台,运用容积效应法建立了燃气轮机动态仿真模型,解决了在常规建模时迭代次数太多的问题.分别计算了在相同工况变化条件下,采用真实容积和虚拟容积方法建立的两种模型的仿真结果.研究结果表明,采用虚拟容积的仿真模型更稳定,并且计算结果更准确.     

探究使用粒子群算法优化电机PI控制效果及耗费时间

在以往采用粒子群算法优化控制系统参数过程中，评价函数是考虑粒子群算法整定的控制效果是否符合系统要求的重要依据，并没有考虑算法整定参数所耗费的时间。文中分别对推进电机静态负荷和动态负荷仿真模型采用粒子群算法整定控制参数，通过两种情况下迭代次数中调节时间的变化以及在静态负荷下优化的控制参数代入动态负荷的推进电机仿真模型获得的转速曲线对比分析可知，采用静态负荷的推进电机仿真模型相比推进电机动态负荷模型使用粒子群算法优化控制参数，其仿真效果基本一致，算法运行的仿真时间提升了50%;为后续采用粒子群优化控制模型提供了一种新的思路，即根据使用者的实际需求可以将仿真模型中的部分次要模型简化为静态参数，在不影响仿真结果的基础上降低仿真响应时间，提高仿真效率。     

基于Modelica/Dymola的小型燃气轮机建模与仿真

为了研究小型燃气轮机在不同环境下的动态特性,采用模块化建模方法,并根据质量和能量守恒原理,对小型燃气轮机进行了合理划分,建立了压气机、燃烧室、透平等单元部件的数学模型,并将这些部件划分为容积模块和流动模块.采用面向对象的、多领域的物理系统建模语言Modelica和Dymola编译器编制了各部件的仿真程序,建立了SmallGasTurbine通用模型库,以方便不同结构系统的小型燃气轮机的模型搭建.以川崎M1A-13D、M7A-01小型燃气轮机为例,搭建了它们的系统模型,将厂家给定基本数据与仿真结果进行了对比.研究结果表明,小型燃气轮机模型模拟仿真误差较小,具有很高的精确度.     

电驱动装甲车辆的燃气轮机电源系统仿真

随着电驱动装甲车辆对功率的需求越来越高,在车辆的电源系统中,传统的柴油机组制约了电驱动装甲车辆的发展,而燃气轮机相比于传统的柴油机具有结构简单,便于控制,动态响应快等优点,更加适合于电驱动装甲车辆的使用要求。根据某型电驱动装甲车辆,在MATLAB/Simulink中建立了其燃气轮机的仿真模型,通过基于燃气轮机的电驱动装甲车辆综合电源系统仿真分析,确定燃气轮机在电驱动装甲车辆中的可行性,为将来进行电驱动装甲车辆的进一步研究奠定基础。     

进排气压力损失耦合作用下的船用燃气轮机性能研究

基于不同的燃气轮机运行工况,获得进排气系统的压力损失变化规律。运用容积惯性法建立了三轴燃气轮机动态仿真模型,考虑船用燃气轮机进排气压力损失作用,对燃气轮机的性能进行仿真研究。数值实验结果表明:随着燃气轮机工况(其值为运行工况功率与额定工况功率之比)的增加,进排气系统的压力损失按近二次方规律增加;燃气轮机的输出功率损失也随工况增加而增大,并呈现非线性特性;热效率同样因进排气压力损失的影响而下降,但在0.8工况左右损失最大,总体也呈现非线性特性。所得结果可为燃气轮机的性能修正、运行管理和优化设计提供参考。     

基于粒子群算法的负荷频率特性研究

首先研究负荷模型参数对电网仿真频率动态过程影响的程度,确定负荷模型参数辨识灵敏度;随后采用基于粒子群优化算法的故障拟合法进行负荷频率特性参数辨识,这对异步联网系统或孤网系统负荷建模仿真具有重要的实施意义。     

基于优化算法的燃气轮机模型修正研究

燃气轮机已广泛用作船舶动力装置,在燃气轮机的研制过程中,建立一个高精度的、并能反映燃气轮机实际性能的数学模型对其研制过程非常重要。为提高燃气轮机仿真模型精度,更好的为性能分析及预测发挥作用,提出了一种基于优化算法的船用燃气轮机稳态仿真模型修正方法,结合燃气轮机试验过程测量参数,可对燃气轮机部件特性及相关参数进行修正,以此获取精确的燃气轮机数学模型。该方法在某型燃气轮机试验过程中进行了应用,功率、燃油流量及排气温度等主要参数与原模型相比,精度大幅提升,且趋势与实际更为一致,工程实际应用效果较好。     

基于动力学机理模型的常减压装置负荷自动调整的方法

石化企业中,常减压装置的负荷调整受到负荷动态特征的影响,使得调整后的拔出率较低,对此,提出基于动力学机理模型的常减压装置负荷自动调整方法。根据常减压装置的工作原理,分析原油蒸馏动力学方程,结合动力学机理模型,设计装置负荷高精度预测模型,利用负荷动态增益参数,识别主要负荷动态特征向量,通过负荷参数融合模型和自适应控制算法,实现负荷自动调整。仿真实验结果表明:该方法应用后,提高了总拔出率,提升了原油利用率,常减压装置负荷自动调整效果得到保证。     

微型冷热电联供燃气轮机能量管理系统设计

微型燃气轮机的冷热电负荷小,波动变化大,负荷运行与配置问题比较难于控制。介绍了一种微型冷热电联供燃气轮机能量管理系统,主要能实现对用户冷热电供应负荷管理、冷热储能管理、离网与并网命令发布等。通过实际运行,燃气轮机冷热电联供能量管理系统能很好地实现燃汽轮机、制冷设备、热水锅炉的优化投入,离网时能够及时切除过量用户,总线结构的通讯模式使得系统安装方便,便利。     

考虑负荷释放过程的配电网网架结构经济性计算模型

当前配电网网架建设多以规划期末年负荷水平进行规划,忽略了负荷发展的动态过程,容易造成配电网超水平建设,导致设备利用率低、投资时效不足等问题.针对此问题,定义了负荷释放概念,提出了一种考虑负荷释放过程的配电网网架结构经济性计算模型,该模型考虑了负荷释放过程中配电网动态的运行网络损耗和停电损失,从规划期整体出发,对配电网网架结构经济性进行定量评估.运用实际地区线路进行算例仿真,仿真结果表明,该模型可以有效评估不同网架发展过程中,配电网建设的经济性.     

基于多系统联合仿真的变负荷工况下往复压缩机动态特性研究

针对往复压缩机在气量调节工况下因多系统耦合、多参数关联导致工作模型复杂,对压缩机动态特性分析难度大的问题,本文提出了针对气量调节系统与压缩机的多系统联合仿真的建模方法,首先建立独立的调节系统各模块工作模型,利用不同模型对接端口完成子系统模型之间的数据交互,融合压缩机工作模型构建了变负荷工况下往复压缩机工作特性分析模型,将仿真数据与实测数据进行对比,证明了多系统联合仿真与传统仿真方式相比,能够更准确地表达变负荷工况下压缩机的动态特性。     

燃气轮机结垢性能退化仿真研究

燃气轮机在高温、高湿、高盐的恶劣海洋气候中运行,其重要部件之一的压气机的叶片表面会结垢,从而引起的质量流量和热效率的降低,进而导致总体性能退化。模拟了燃气轮机的工作过程建立压气机、涡轮、燃烧室、转子、容积五个模型,利用GSP仿真技术,控制各个输入参数(空气流量、效率、增压比等)的变化来对比设计工况和稳定工况之间输出参数的不同,从而掌握燃气轮机在使用过程中的性能退化规律。仿真结果表明,结垢会引起压气机出口和排气的温度和压力的升高,同时增加量了叶轮的转速,使燃气轮机机械工作的负荷增大,从而增加了耗油率,而燃气轮机的推力和热效率也在不断减小。     

一种冶炼企业特殊负荷电力仿真模型研究

以冶炼负荷为代表的特殊电力负荷容量较大,对电网电能质量、系统稳定性的影响不可忽略。现有的负荷模型难以描述特殊负荷特性,电力系统的仿真缺少相应的负荷模型。现以硅铁、电解铝和轧钢负荷为例,分析特殊负荷的生产特性和电气特性,提出了综合考虑负荷电气特性和功率冲击特性的特殊负荷模型,新的模型既能描述特殊负荷生产过程中的负荷水平突变,又能体现电网电压的变化对负荷水平的影响。最后在系统仿真软件中给出了特殊负荷模型的应用示例。     

部件性能退化对燃气轮机运行状态影响分析

在燃气轮机的运行过程中,压缩机结垢、涡轮腐蚀、腐蚀等问题经常导致部件性能的恶化,对整个机器的运行产生负面影响。在性能仿真模型的基础上,以燃气轮机为例进行研究,并采用模块化建模方法建立了燃气轮机的热力学模型;针对压气机以及涡轮透平性能退化条件下机组性能参数的变化规律进行了着重研究。通过与燃气轮机实测数据的比较,验证了模型的正确性。模型的验证结果表明,当部件性能下降时,压缩机和汽轮机的性能下降对燃气轮机的功率有显著影响,将显著提高燃气轮机的燃油消耗率,水清洗有助于恢复燃气轮机的性能。     

基于simulink的SOFC-MGT联合发电系统建模与仿真

基于matlab-Simulink建模软件,建立了固体氧化物燃料电池(SOFC)的集总参数模型和微型燃气轮机的发电计算模型,结合具体算例进行了模型验证,并进行了有关系统的工作压力、温度、电流密度等参数的动态响应,结果表明:SOFC的集总参数模型能够满足仿真精度要求,SOFC-MGT联合发电系统发电效率可以达到57%.     

9FA燃气轮机一次调频动作浅析

介绍了9FA燃气轮机结构和主控制系统的特点,对燃气轮机一次调频进行了研究,针对机组部分负荷和基本负荷下的一次调频特性,提出了基本负荷下无法参与电网一次调频的原因,这是全世界各类型燃气轮机具有的共同特征。     

电铁供电系统有源电力滤波器动态补偿性能的仿真研究

本文对用于电气化铁道牵引(简称电铁)供电系统的谐波抑制的有源电力滤波器进行了分析研究,首先介绍了有源电力滤波器的基本原理,其次考虑到电铁供电系统中电力机车这个负荷是随机变化的,在MATLAB/SIMULINK仿真软件下,对在负荷变化时有源电力滤波器的谐波动态补偿性能进行了仿真,仿真结果表明所提出的有源电力滤波器能有效地实现电铁供电系统的谐波动态补偿。     

燃气轮机的数学模及数字模拟

本文提供了一个在部件特性的基础上,建立燃气轮机的数学模型与计算机程序。功能有三：可计算不同进气条件下,自慢车至最大工况之间任意点的静态特性;可计算相应条件下,线性动态模型的系数矩阵（或动态参数）;可进行小扰动及大扰动（加、减速过程）下的动态数字模拟。即提供了一台燃气轮机的静、动态数字模拟器,为燃气轮机及其自动控制系统的设计、使用与改型提供了有力的工具。