基于功率調節(jié)裕度的船舶汽發(fā)機組非線性控制切換策略
發(fā)布時間：2021-07-10 05:17
為提高發(fā)電機組多工況運行的多目標優(yōu)化能力,提出一種控制方法隨工況變化的切換策略,并以船舶電站汽發(fā)機組為對象設計實例。針對船舶電站負荷多變的特點,建立考慮汽壓調節(jié)特性的汽發(fā)機組綜合控制模型,選取魯棒綜合控制和暫態(tài)最優(yōu)控制設計加權的混合控制方法。將船舶機組過載情形類比于陸地電網故障,計算機組的過載穩(wěn)定域邊界,建立機組功率調節(jié)裕度的量化指標。基于指標值與機組負載率之間的關聯性,同時考慮控制切換造成的機組波動,設計了離散、連續(xù)兩類混合控制權值隨指標值變化的方法。模擬船舶孤網的仿真結果表明,相比于單一控制方法,采用切換策略能夠整體改善機組對突發(fā)變載、故障沖擊的響應能力,有助于提高船舶孤網全工況運行的穩(wěn)定水平。
【文章來源】：中國電機工程學報. 2020,40(19)北大核心EICSCD
【文章頁數】：11 頁
【部分圖文】：
指標值隨負載率變化波形200260負載率
巒?氖迪中Ч?Ｉ杷?械腦諭?涸鼐??匾??載，期望在各測試工況全程維持運行，從而對于船舶電網中保持長期運行的大功率泵負載，忽略其占比極少的啟停過程，將變工況測試設置為泵負載轉矩的增減，增減幅度的計量均以單臺電站機組容量為基值進行描述。3.1突發(fā)加、減載測試首先，測試切換策略對額定工況內機組突發(fā)變載的控制效果。令各機初始負載率為0.3，于20、35、50、65和90、105、120、135s分別突加、突卸負載0.075，以G1為例，記錄各切換方式的測試波形分別如圖6、7所示。由圖6可知，各切換方式均實現了權值a對機組輸出功率的跟蹤，機組負載率越高、NOSC控制信號占比越大；反之，機組負載率降低、權值a回落，MINRC恢復主導。在同一切換方式下，機組負載率與權值a的對應關系在加、減載的正、反向幅值/pu0.00.60.81.0t/s(a)單次切換0501001500.20.4輸出功率權值a幅值/pu0.00.60.81.0t/s(b)多次切換0501001500.20.4輸出功率權值a幅值/pu0.00.60.81.0t/s(c)連續(xù)切換0501001500.20.4輸出功率權值a圖6權值與輸出功率變化波形Fig.6Waveformsofindexvalueandoutputpower轉速/pu0.9961.0001.0041.0080.992t/s050100150單次切換多次切換連續(xù)切換圖7不同切換方式下正常運行的轉速波形Fig.7Speedwaveformsofnormaloperationwithdifferentswitchingmethod切換中基本保持一致、沒有畸變，說明2.2節(jié)中選取的裕度指標適用于切換策略在模擬船舶孤網的實施。然后，結合2.3節(jié)提出的切換設計原則分析機組調速
g.6Waveformsofindexvalueandoutputpower轉速/pu0.9961.0001.0041.0080.992t/s050100150單次切換多次切換連續(xù)切換圖7不同切換方式下正常運行的轉速波形Fig.7Speedwaveformsofnormaloperationwithdifferentswitchingmethod切換中基本保持一致、沒有畸變，說明2.2節(jié)中選取的裕度指標適用于切換策略在模擬船舶孤網的實施。然后，結合2.3節(jié)提出的切換設計原則分析機組調速波形。對照圖6、7可知，相比于采用單一MINRC，混合NOSC使機組具有更優(yōu)的變載調速性能。由圖7的35、50s處加載波形可見，單次切換曲線對應的是不采用切換策略的情形，面對突發(fā)變載，采用切換策略提高了NOSC輸入權重，有助于減小機組轉速波幅、提高轉速穩(wěn)態(tài)恢復水平。參
【參考文獻】：
期刊論文
[1]多機系統全局相軌線的暫態(tài)穩(wěn)定性分析[J]. 馬美玲,王杰,王子強,李鵬瀚,熊林云. 中國電機工程學報. 2019(15)
[2]電力系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界近似的空間切向量法[J]. 姜濤,李曉輝,李雪,陳厚合,李國慶. 中國電機工程學報. 2020(12)
[3]滾動優(yōu)化PSS參數搜索小干擾穩(wěn)定極限邊界策略研究[J]. 盛逸標,林濤,陳汝斯,陳寶平,徐遐齡. 電力系統保護與控制. 2018(17)
[4]電力電子化機載電力系統穩(wěn)定性分析[J]. 車延博,徐健梅,劉校坤. 電力自動化設備. 2018(06)
[5]電力系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界快速搜索的優(yōu)化模型[J]. 姜濤,張明宇,崔曉丹,李勇,石渠. 電工技術學報. 2018(17)
[6]中間再熱式汽輪發(fā)電機組的多指標非線性魯棒綜合控制[J]. 陳明媛,李嘯驄,從蘭美,徐俊華,任子熠. 電力自動化設備. 2017(10)
[7]基于端口能量的含VSC-HVDC的交直流混合系統暫態(tài)穩(wěn)定評估[J]. 陳厚合,王長江,姜濤,李國慶,張健. 電工技術學報. 2018(03)
[8]考慮SVC的電力系統直接法穩(wěn)定性分析[J]. 尤彬彬,江寧強. 智能電網. 2017(03)
[9]基于能量函數的電網暫態(tài)穩(wěn)定性離線量化指標研究[J]. 劉群英,劉起方,劉登,廖永鋒. 電子科技大學學報. 2015(05)
[10]鍋爐-汽輪機協調系統的非線性控制分析[J]. 焦圣喜,王大海. 化工自動化及儀表. 2014(03)
本文編號：3275266
【文章來源】：中國電機工程學報. 2020,40(19)北大核心EICSCD
【文章頁數】：11 頁
【部分圖文】：
指標值隨負載率變化波形200260負載率
巒?氖迪中Ч?Ｉ杷?械腦諭?涸鼐??匾??載，期望在各測試工況全程維持運行，從而對于船舶電網中保持長期運行的大功率泵負載，忽略其占比極少的啟停過程，將變工況測試設置為泵負載轉矩的增減，增減幅度的計量均以單臺電站機組容量為基值進行描述。3.1突發(fā)加、減載測試首先，測試切換策略對額定工況內機組突發(fā)變載的控制效果。令各機初始負載率為0.3，于20、35、50、65和90、105、120、135s分別突加、突卸負載0.075，以G1為例，記錄各切換方式的測試波形分別如圖6、7所示。由圖6可知，各切換方式均實現了權值a對機組輸出功率的跟蹤，機組負載率越高、NOSC控制信號占比越大；反之，機組負載率降低、權值a回落，MINRC恢復主導。在同一切換方式下，機組負載率與權值a的對應關系在加、減載的正、反向幅值/pu0.00.60.81.0t/s(a)單次切換0501001500.20.4輸出功率權值a幅值/pu0.00.60.81.0t/s(b)多次切換0501001500.20.4輸出功率權值a幅值/pu0.00.60.81.0t/s(c)連續(xù)切換0501001500.20.4輸出功率權值a圖6權值與輸出功率變化波形Fig.6Waveformsofindexvalueandoutputpower轉速/pu0.9961.0001.0041.0080.992t/s050100150單次切換多次切換連續(xù)切換圖7不同切換方式下正常運行的轉速波形Fig.7Speedwaveformsofnormaloperationwithdifferentswitchingmethod切換中基本保持一致、沒有畸變，說明2.2節(jié)中選取的裕度指標適用于切換策略在模擬船舶孤網的實施。然后，結合2.3節(jié)提出的切換設計原則分析機組調速
g.6Waveformsofindexvalueandoutputpower轉速/pu0.9961.0001.0041.0080.992t/s050100150單次切換多次切換連續(xù)切換圖7不同切換方式下正常運行的轉速波形Fig.7Speedwaveformsofnormaloperationwithdifferentswitchingmethod切換中基本保持一致、沒有畸變，說明2.2節(jié)中選取的裕度指標適用于切換策略在模擬船舶孤網的實施。然后，結合2.3節(jié)提出的切換設計原則分析機組調速波形。對照圖6、7可知，相比于采用單一MINRC，混合NOSC使機組具有更優(yōu)的變載調速性能。由圖7的35、50s處加載波形可見，單次切換曲線對應的是不采用切換策略的情形，面對突發(fā)變載，采用切換策略提高了NOSC輸入權重，有助于減小機組轉速波幅、提高轉速穩(wěn)態(tài)恢復水平。參
【參考文獻】：
期刊論文
[1]多機系統全局相軌線的暫態(tài)穩(wěn)定性分析[J]. 馬美玲,王杰,王子強,李鵬瀚,熊林云. 中國電機工程學報. 2019(15)
[2]電力系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界近似的空間切向量法[J]. 姜濤,李曉輝,李雪,陳厚合,李國慶. 中國電機工程學報. 2020(12)
[3]滾動優(yōu)化PSS參數搜索小干擾穩(wěn)定極限邊界策略研究[J]. 盛逸標,林濤,陳汝斯,陳寶平,徐遐齡. 電力系統保護與控制. 2018(17)
[4]電力電子化機載電力系統穩(wěn)定性分析[J]. 車延博,徐健梅,劉校坤. 電力自動化設備. 2018(06)
[5]電力系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界快速搜索的優(yōu)化模型[J]. 姜濤,張明宇,崔曉丹,李勇,石渠. 電工技術學報. 2018(17)
[6]中間再熱式汽輪發(fā)電機組的多指標非線性魯棒綜合控制[J]. 陳明媛,李嘯驄,從蘭美,徐俊華,任子熠. 電力自動化設備. 2017(10)
[7]基于端口能量的含VSC-HVDC的交直流混合系統暫態(tài)穩(wěn)定評估[J]. 陳厚合,王長江,姜濤,李國慶,張健. 電工技術學報. 2018(03)
[8]考慮SVC的電力系統直接法穩(wěn)定性分析[J]. 尤彬彬,江寧強. 智能電網. 2017(03)
[9]基于能量函數的電網暫態(tài)穩(wěn)定性離線量化指標研究[J]. 劉群英,劉起方,劉登,廖永鋒. 電子科技大學學報. 2015(05)
[10]鍋爐-汽輪機協調系統的非線性控制分析[J]. 焦圣喜,王大海. 化工自動化及儀表. 2014(03)
本文編號：3275266
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