重型单轴燃气轮-发电机系统的变工况动力学建模研究及数字仿真

摘要

随着世界范围内对环境保护问题的日益重视和天然气资源的进一步开发利用,燃气轮机及其联合循环在电力生产领域中越来越占据重要的地位.根据目前国内外在重型单轴燃气轮-发电机系统建模和仿真研究方面尚不完善的现状,该文建立了重型单轴燃气轮—发电机系统的变工况动力学模型并进行了一系列数字仿真实验,研究了其动力学特性并确立了模型精度.论文的主要内容包括:1、重型单轴燃气轮一发电机本体系统变工况动力学模型的建立和仿真;2、重型单轴燃气轮—发电机组伺服系统动力学模型的建立和仿真;3、重型单轴燃气轮-发电机组主控制系统建模及整体仿真.该文对采用不同建模方法(综合建模法、机理型灰箱建模法)得到的燃气轮-发电机组整体动力学模型(包括控制系统、伺服系统和机组本体模型三部分)进行了全数字仿真运行,复现了系统并网后在不同环境温度下加载、卸载基本负荷和尖峰负荷的变工况运行过程,检验了模型精度和控制系统的调节作用,以及对不同建模方法进行比较,得到结论为:燃气轮-发电机本体系统分别采用综合建模法和机理型灰箱建模法所建立的燃气轮-发电机组整体模型的误差都在8﹪以内,证明了两种建模方法都是可用的,相应的整体模型是有效的.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景

1.1.1燃气轮机的兴起、发展和应用

1.1.2国内外燃气轮机技术现状比较

1.1.3建立燃气轮-发电机系统动力学模型的意义

1.2重型单轴燃气轮-发电机组动力学模型的国内外研究现状

1.2.1重型单轴燃气轮-发电机组动力学系统简介

1.2.2重型单轴燃气轮-发电机本体系统动力学模型的国内外研究现状

1.2.3重型单轴燃气轮-发电机组双燃料伺服系统动力学模型的国内外研 究现状

1.2.4重型单轴燃气轮-发电机组的控制系统建模及研究的国内外发展现 状

1.3论文主要研究内容

参考文献

第二章燃气轮-发电机本体系统变工况动力学模型研究

2.1引言

2.1.1研究对象简介

2.1.2燃气轮机热力循环

2.1.3建模研究的范围

2.2燃气轮-发电机组的小偏差线性化动力学模型

2.2.1引言

2.2.2燃气轮-发电机组各部件及整体特性

2.2.3燃气轮-发电机组的稳态工况点小偏差线性化动力学模型的建立

2.2.4以非稳态工况为起点的分段线性化大扰动动力学模型

2.2.5仿真示例及结果分析

2.3燃气轮-发电机组的综合动力学建模方法

2.3.1引言

2.3.2重型单轴燃气轮-发电机组的综合法建模

2.3.3仿真示例及结果分析

2.3.4结语

2.4重型单轴燃气轮机的机理型灰箱建模方法

2.4.1理论分析及模型结构的建立

2.4.2参数估计及误差修正系数的确定方法

2.4.3仿真实验及结果分析

2.5本章小结

2.5.1模型修正方法小结

2.5.2本章建模方法小结

参考文献

第三章燃气轮-发电机组伺服系统动力学模型研究

3.1引言

3.2燃料特性对燃料系统设计方案的影响

3.3气/液双燃料伺服系统的动力学模型

3.3.1液体燃料伺服系统

3.3.2气体燃料伺服系统

3.3.3两种燃料的切换与混烧

3.3.4双燃料伺服仿真系统与实际系统之间燃料指令的匹配性分析

3.3.5仿真实验及结果分析

3.4压气机进口可转导叶伺服系统

3.5本章小结

参考文献

第四章燃气轮-发电机组主控制系统建模及整体仿真

4.1引言

4.2功率调节回路的设计

4.3排气温度控制回路的设计

4.4主控制系统各回路之间的协调

4.5燃气轮-发电机系统整体仿真

4.5.1采用综合法模型时的整体仿真实验及结果分析

4.5.2采用机理型灰箱模型时的整体仿真实验

4.6燃气轮-发电机组排气温度神经形态自校正控制系统的仿真研究

4.6.1引言

4.6.2神经形态自校正控制器

4.6.3小结

4.7本章小结

参考文献

第五章结束语

攻读博士学位期问发表和完成的学术论文

致谢