汽轮机DEH系统建模与仿真组态平台研究与开发

摘要

当前火电机组容量越来越大，结构越来越复杂，参数越来越多，自动化程度越来越高。为了保证电力系统安全运行和使电能质量符合指标，国内外300MW及以上的大型机组无一例外地采用数字电液调节系统（DEH）取代了原有的机械液压调节系统。DEH系统可通过PID控制、逻辑控制等各种不同的控制规律和不同的系统组态，实现对汽轮机的转速控制、负荷控制、同步并网等功能。这使得该系统在控制能力、控制效果和系统的适应性、灵活性上得到了根本改变，大大提高了汽轮发电机组的自动化水平。DEH系统已成为单元机组乃至整个电厂控制的重要组成部分。因此，对DEH系统动态特性的研究就显得很重要了。
　　 本文以中间再热式汽轮机机组为对象，采用基于Matlab/Simulink进行后台仿真和Delphi语言实现前台界面开发的混合编程方式，通过Matlab语言和Delphi语言的成功连接与应用，开发了一种组态灵活、计算精确、界面友好、使用便利的汽轮机DEH系统建模与仿真平台，为研究大型汽轮发电机组DEH系统的动态特性建立了必备的仿真实验和理论验证条件。
　　 本文依据模块化建模的思想，在Simulink中分别建立DEH系统各组成部分的模型，并进行封装，且所有模型的信息保存在数据库中，以实现模型库的可修改。本项研究中通过Matlab编程，实现了遗传算法（GA）在模型参数辨识中的应用，从而提高了参数辨识的实效。平台界面的开发在Delphi中完成，实现了对Matlab/Simulink的后台调用。所开发的平台集成了系统建模、系统仿真、参数辨识、数据库管理和命令窗口等多个功能。
　　 本文利用嵩屿电厂4#机组调速系统（DEH系统）试验的数据，在本平台上进行了模型建立、参数辨识和动态仿真研究。其研究结果表明，该平台仿真与经典调速系统模型仿真的结果很接近，模型精度可以满足要求，验证了本平台的可用性。
　　 本文解决了Delphi与Matlab之间进行数据通讯的技术难题，为不同计算机语言的综合、合理应用开辟了一条新途径。同时建立了DEH系统建模与仿真的组态平台，为研究DEH的动态特性提供了一个良好的环境。