原文传递
燃气轮机发电机组综合控制系统研究
| 论文题名： | 燃气轮机发电机组综合控制系统研究 |
| 关键词： | 燃气轮机发电机组;综合控制系统;动态特性;Rowen模型 |
| 摘要： | 随着船舶技术的飞速发展，采用全电力推进的船舶动力系统已成为世界各国重点研究的方向。燃气轮机具有功率密度大、启动速度快、噪声低频分量低、燃料经济性高等诸多优点，是作为船舶综合电力系统发电模块大功率原动机的理想选择。本文根据这一现状，以船舶综合电力系统的发电模块为研究对象，在MATLAB软件中对燃气轮机发电机组在负荷突变情况下的动态特性进行了仿真研究。 首先，忽略燃气轮机内部极为复杂的化学反应和热力循环，重点关注其电气外特性，参考单轴重型燃气轮机的 Rowen模型，建立单轴燃气轮机控制系统模型，并在此基础上，忽略燃气轮机控制的次要手段，对模型进行进一步简化，建立简化的单轴燃气轮机控制系统模型。当燃气轮机孤立发电时，采用PID无差转速控制系统。在假定发电机端电压和励磁电压不变的情况下，研究燃气轮机调速系统的动态特性。 其次，利用派克方程分析并简化同步发电机的数学模型，建立满足船舶电力系统控制精度要求的五阶次瞬态模型。调节同步发电机端电压的励磁系统采用相复励无刷励磁系统，并建立其数学模型。在假定输入到同步发电机的机械功率和转速不变的情况下，研究同步发电机励磁系统的动态特性。 再次，燃气轮机孤立发电时，考虑电压和转速之间的耦合作用，实现燃气轮机调速系统和同步发电机励磁系统的的协调控制，即综合控制系统。建立燃气轮机发电机组综合控制系统的仿真模型，对其进行突加载、突卸载、分级加载、分级卸载与三相短路故障的仿真试验，研究在综合控制系统控制下燃气轮机发电机组的动态特性。 从次，燃气轮机并网发电时，转速控制采用P有差转速控制系统。结合孤立发电时燃气轮机发电机组综合控制系统的仿真模型，建立燃气轮机发电机组并联运行的仿真模型，模拟两台参数一致的燃气轮机发电机组并联运行，研究两台发电机组的功率分配以及系统的动态特性。 最后，仿真结果表明在负荷波动过程中，燃气轮机发电机组综合控制系统对转速和电压的控制性能能够满足船舶电网对供电品质要求的指标；功率在并联运行的燃气轮机发电机组之间得到了合理的分配，系统具有良好的动态特性，即转速、电压以及电网频率满足船舶电力系统对电能质量要求的指标。 |
| 作者： | 曾杨 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 黄曼磊;靳慧勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
