為提高船舶汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性,在闡述汽輪機(jī)調(diào)速機(jī)理的基礎(chǔ)上,建立了船舶汽輪發(fā)電機(jī)組及其調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)用數(shù)學(xué)模型。在DEH調(diào)速方式下,提出了基于閥門獨(dú)立控制的汽閥流量特性改良方法,分析了油動(dòng)機(jī)死區(qū)、調(diào)節(jié)限幅等不理想因素在閥門傳統(tǒng)控制環(huán)境下對機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行可能造成的危害,并從信號傳遞的角度闡明該特性可能導(dǎo)致機(jī)組受迫振蕩的機(jī)理。利用PSCAD仿真軟件,對比測試油動(dòng)機(jī)非線性特性在傳統(tǒng)閥門控制方式和閥門獨(dú)立控制方式下的不同影響。仿真結(jié)果表明:采用閥門獨(dú)立控制方式有利于機(jī)組抑制受迫低頻振蕩,更好地保障船舶電網(wǎng)運(yùn)行安全。實(shí)測一臺(tái)兆瓦級汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速波形,印證了相關(guān)分析及仿真結(jié)論。 

【文章來源】：海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,32(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

汽閥升程-流量特性

調(diào)節(jié)過程的性能指標(biāo)如超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)波動(dòng)率等均與kp值密切相關(guān)。由圖1(b)可以看出,各閥的不同升程區(qū)間都有不同的流量特性斜率。當(dāng)需求流量在短時(shí)間大幅變化,若以傳統(tǒng)預(yù)設(shè)開閉次序的方式進(jìn)行控制[14],可能導(dǎo)致控制信號與流量特性的某些區(qū)間不匹配,可等效為汽閥升程-流量特性在全調(diào)節(jié)域內(nèi)未被理想線性化。從控制效果看,升程-流量特性的非線性影響可等效為一個(gè)與當(dāng)前閥開度值相關(guān)的前饋信號,或近似于局部改變了kp值,可以用圖2加以描述。顯然,若機(jī)組穩(wěn)定工作點(diǎn)恰在不理想?yún)^(qū)間,就容易引起汽閥往復(fù)調(diào)節(jié),不利于機(jī)組穩(wěn)定。1.3 汽閥獨(dú)立控制的特性優(yōu)化

現(xiàn)結(jié)合仿真來研究流量特性理想與否對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的影響。設(shè)機(jī)組閥開度在0.55至0.65區(qū)間存在斜率變化,其理想與非理想特性如圖3中曲線所示。在PSCAD中建立兆瓦級汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速測試仿真模型,其中汽輪機(jī)缸體容積時(shí)間常數(shù)為0.5 s,閥門動(dòng)作時(shí)間常數(shù)0.1 s。DEH控制參數(shù)kp=30,Ti=3 s,Td=1.8 s。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行第20 s突加有功功率0.45且功率因數(shù)為0.9的恒PQ負(fù)載,仿真結(jié)果如圖4所示。可見,流量特性的不理想會(huì)導(dǎo)致汽閥在平衡點(diǎn)附近往復(fù)調(diào)整,以致轉(zhuǎn)速小幅波動(dòng),不利于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)汽門擺動(dòng)分析及控制策略優(yōu)化[J]. 徐仁博,徐世明,王曉波,劉娟,劉志江.  東北電力技術(shù). 2018(04)
[2]汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)波動(dòng)分析與調(diào)節(jié)汽閥改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]. 許濤,倪林森,張鯤羽.  船舶工程. 2018(02)
[3]超(超)臨界循環(huán)流化床機(jī)組非線性控制模型研究[J]. 高明明,洪烽,張報(bào),劉吉臻,岳光溪,楊愛東,陳峰.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[4]汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中影響電力系統(tǒng)低頻振蕩的關(guān)鍵因素[J]. 張寶,樊印龍,顧正皓,吳文健.  中國電力. 2017(01)
[5]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽輪機(jī)智能控制中的應(yīng)用[J]. 馬毓.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(14)
[6]基于DEH技術(shù)的艦船汽發(fā)機(jī)組控制系統(tǒng)改裝設(shè)計(jì)[J]. 龔喜文,朱晶.  上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào). 2016(02)
[7]原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)對低頻振蕩的影響[J]. 蔡筍,鄧小文,馮永新,徐衍會(huì),馬驄.  廣東電力. 2016(03)
[8]超低頻振蕩的機(jī)爐功率源動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 竺煒,謝振武,鐘鵬,黃明濤,譚平.  電網(wǎng)技術(shù). 2015(08)
[9]汽輪機(jī)閥門控制方式切換引發(fā)低頻振蕩的實(shí)例及其機(jī)理分析[J]. 徐衍會(huì),馬驄,鄧小文,蔡筍.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2015(03)
[10]汽包鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)的非線性σ校正復(fù)合模型參考自適應(yīng)控制[J]. 陳智軒,盧子廣,胡立坤,彭宇寧.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(26)

碩士論文
[1]600MW機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析及改進(jìn)措施研究[D]. 尤斌.華北電力大學(xué) 2017
[2]適應(yīng)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)的汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)建模與控制研究[D]. 趙子昂.華北電力大學(xué) 2015



本文編號：3430133