燃气-蒸汽联合循环机组静止变频启动矢量控制

首先介绍了燃气-蒸汽联合循环机组工作原理和静止变频启动原理,接着对燃机静止变频启动控制系统(load commutated inverter,LCI)进行了研究,提出了燃机静止变频启动控制方法,利用RTDS建立了燃机LCI控制系统模型,对所提控制算法进行了仿真验证,仿真得到了燃气轮机启动过程的转速曲线,以及不同启动阶段...     

发电用微型燃气轮机转速直接模糊H∞控制

介绍了微型燃气轮机发电系统的工作原理,给出一种基于燃机转子转速的模糊控制方案;针对发电用微型燃机,提出一种直接型模糊自适应H∞控制策略。方法对给定的干扰,抑制水平、燃机转速达到了理想的控制性能。仿真结果表明,直接模糊H∞控制对燃机转速控制系统达到全局稳定,具有很好的控制效果。     

一种微型燃气轮机抗扰控制器设计及验证方法

为了缩短微型燃气轮机(微燃机)控制器的设计周期以及验证试车前控制器性能,提出了一种新颖的微燃机控制器设计和验证方法.考虑微燃机控制系统主要惯性环节得到了稳态工作点处小扰动传函模型,利用微燃机模型与感应电机调速系统动态模型的相似性,得到微燃机模拟系统,基于模拟系统模型设计了两种控制器并进行了性能对比.针对实际系统中负载扰动引起的转速波动大、控制器动态调节时间长的问题,提出负载前馈控制.仿真和实验结果验证了所提微燃机控制器设计和验证方法的正确性和有效性,负载前馈控制明显提高了转速控制器抗负载扰动的性能.     

IGCC电站燃气轮机启动燃料的替换研究

当整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)电站低热值合成气燃气轮机的启动燃料为柴油时,启动成本高,污染物难以控制。为了解决该问题,一个较适用的方法是将燃气轮机的启动燃料由柴油替换为天然气。但由于2种燃料的燃烧特性的不同,需要对燃机在两种不同燃料下的动态特性进行深入的研究,从而提出相应的改造和运行策略。基于天津IGCC低热值燃气轮机的结构及实际运行数据,建立燃气轮机热力学计算模型,对比分析了燃气轮机启动过程中,柴油量、天然气量随燃气轮机负荷的变化情况;其次计算了燃烧器燃烧天然气时的火焰稳定速度范围和优化燃烧器当量直径的范围;并对该燃气轮机燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟研究。最后提出了燃烧器的改造方案和运行策略,在尽量小的范围内进行改造来实现对柴油的替代而且保证燃机的稳定、安全和清洁启动。     

9F级燃气轮机主要控制系统分析

GE公司的9F级燃气轮机是目前国内新建联合循环机组中燃机的主力机型,其控制系统采用GE公司配套的新一代燃机控制系统MARKVI。对燃机的主要控制功能进行了分析和研究,包括转速/负荷控制系统、温度控制系统以及干式低NO燃烧控制系统等。可为今后燃机的调试、运行和维护提供参考。     

PG9351 FA型燃气轮机安装过程中的关键技术

简单介绍了美国通用电气公司（GE）生产的PG9351FA型燃气轮机设备的组成，详细说明了首次安装此类重型燃气轮机的过程及方法，总结了燃气轮机设备安装过程中的若干关键技术：固定器安装技术、燃机三点落脚检查技术、负荷联轴器安装技术、联轴器找中心技术、燃机拉杆安装及调试技术、燃机附属系统安装技术等，强调了燃机安装过程中的注意事项。     

微型燃气轮机启动特性的模拟与分析

以研究微型燃气轮机的启动特性为主要目的,对微型燃气轮机系统进行仿真研究。在simulink仿真平台上,依据模块化建模方法,建立了微型燃气轮机的动态仿真模型。仿真模型建立在工程热力计算方法的基础上,考虑了系统部件特性的变化。在仿真程序的基础上,分析研究了微型燃气轮机的启动特性,结果可为系统的设计、控制和运行提供指导。     

基于非线性自回归神经网络的燃气轮机建模方法研究

针对燃气轮机机理建模因缺失设计数据而建模难的问题,研究了非线性自回归神经网络建模的方法,并利用某在役燃气轮机的运行数据,建立了燃气轮机非线性自回归神经网络仿真模型.结果 表明:该方法可以较好地仿真燃气轮机的关键参数,验证了采用非线性自回归神经网络建立燃气轮机仿真模型的可行性.     

微燃机冷热电联产系统的经济优化

微型燃气轮机(简称微燃机)冷热电联产系统(combined cooling,heating and power,CCHP)具有极高的能源利用效率,其经济效益明显。首先建立了基于微燃机的冷热电联产系统的仿真模型及经济优化模型,分别分析了冷热电负荷比例、燃料价格、剩余电力上网政策、购电电价等对系统经济性的影响。在分析电价的影响时,分别按固定电价和实时电价进行了分析。算例分析表明微燃机CCHP系统的运行成本不仅跟冷热电负荷的需求有关,还与电网电价、微燃机燃料价格和锅炉燃料的价格有关。     

重型燃机热力系统动态仿真模型

文中采用模块化建模方法开发了燃机热力系统动态仿真模型。利用逐级叠加法建立变几何多级轴流压气机全工况性能预估模型,在此基础上运用一维非稳态微分方程组建立压气机级的仿真模块;通过合理的简化建立以压力和焓为状态参数的微分方程组,反映燃烧室内燃气的动态变化过程;借助流体网络技术,将所要求解的级作为压力节点计算其排气压力,按照级工作原理计算其他状态参数的思路建立透平级仿真模块;结合其他相关仿真模块建立了完整的燃机热力系统实时仿真模型。仿真试验表明所开发的数学模型能够正确反映燃机热力系统的动态特性和全工况运行过程,模型运算稳定可靠,不仅可直接应用于燃气-蒸汽联合循环机组实时仿真系统的开发,还可为燃机控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型。     

燃气轮机与锅炉耦合系统降低电厂风机电耗的研究

参考航空涡轮风扇发动机和外燃式燃气轮机技术,提出一种燃机与锅炉的耦合系统。在新系统中,由燃气轮机驱动风机为锅炉提供一次风和二次风,而从压气机出来的高压空气则通过高温换热器在锅炉炉膛里面受热,然后高温高压的空气推动涡轮做功,做功后的空气作为锅炉二次风的一部分排入炉膛。而涡轮输出功除了带动压气机外,剩余部分用来驱动风机。建立了计算该系统性能的热力学模型,计算结果表明,利用该燃机驱动锅炉的风机在技术上是完全可行的,因为取代了锅炉的一、二次风机,所以厂用电率可以大大降低。     

基于粒子群算法的区域综合能源优化调度方法

发展综合能源系统是实现能源互联网的必由之路,区域内综合能源的协调运行是实现电、热、气多能互补的关键。首先分析了风机、燃机和储能等装置的控制运行特性,介绍了不同运行场景下,各种装置的协调运行规律,以系统整体运行费用最小为优化目标,计及安全稳定等约束条件,建立电-热-气区域综合能源调度模型;然后,上述模型同时包含电、热、气多种复杂运行约束条件,变量之间交互耦合,传统数学优化方法难以直接求解,为此采用粒子群算法进行优化;最后,通过仿真算例进行验证,在不同优化目标的计算结果表明本文模型和算法的正确性和有效性。     

燃气轮机及其控制系统的综合建模研究

应用机理分析建模和灰箱建模相结合的方法,建立了单轴燃气轮机发电机组及其控制系统的数学模型。以GEMS9001E型燃气轮机发电机组为对象,在Matlab/Simulink仿真平台上建立了相应的模型并进行了仿真研究和分析。结果证明此模型能够与实际运行情况很好地吻合,可用于仿真系统的构建、系统控制策略的研究及系统动态性能的分析等。     

碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统优化运行

综合能源系统是实现“双碳”目标的有效途径,为进一步挖掘其需求侧可调节潜力对碳减排的作用,提出了一种碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统优化运行模型。首先,根据负荷响应特性将需求响应分为价格型和替代型2类,分别建立了基于价格弹性矩阵的价格型需求响应模型,及考虑用能侧电能和热能相互转换的替代型需求响应模型;其次,采用基准线法为系统无偿分配碳排放配额,并考虑燃气轮机和燃气锅炉的实际碳排放量,构建一种面向综合能源系统的碳交易机制;最后,以购能成本、碳交易成本及运维成本之和最小为目标函数,建立综合能源系统低碳优化运行模型,并通过4类典型场景对所提模型的有效性进行了验证。通过对需求响应灵敏度、燃气轮机热分配比例和不同碳交易价格下系统的运行状态分析发现,合理分配价格型和替代型需求响应及燃气轮机产热比例有利于提高系统运行经济性,制定合理的碳交易价格可以实现系统经济性和低碳性协同。     

基于WDCNN SVM深度迁移学习的燃气轮机转子故障诊断方法*

针对在使用深度学习对燃气轮机转子故障诊断过程中,因振动信号样本中正常运行数据多、故障数据少而使得模型故障诊断准确率低的问题,提出了一种采用深度迁移学习对燃气轮机转子进行故障诊断的方法。首先,使用典型行业样本数据集预训练第一层宽卷积核深度卷积神经网络（WDCNN）模型,给予模型初始的权重。其次,在源域中,使用某型燃气轮机试车获得的大量正常运行样本更新WDCNN模型的权重;在目标域中,利用源域训练的卷积层提取燃气轮机的正常和故障数据样本特征,然后使用支持向量机（support vector machines, SVM）进行分类识别,从而达到燃气轮机故障识别的目的。试车数据实验结果表明,该方法能够实现96%的识别准确率,验证了将轴承数据集预训练的深度学习模型迁移到燃气轮机转子领域进行故障诊断的可行性。     

燃机与锅炉耦合系统提高电厂供电效率的研究

为提高火力发电厂的供电效率,提出燃机与锅炉机组的耦合系统,并建立该耦合系统性能计算模型。经过对耦合系统性能的预测分析可知:排烟温度对系统的性能影响较大,在设定的130℃排烟温度条件下,耦合了燃机的电厂效率提高,供电煤耗降低。在一定的最高燃机工作温度条件下,进入锅炉机组总风量与流经燃机的空气流量与之间的比值有最佳值。以燃机最高工作温度700℃为例,耦合系统可以提高机组效率0.5%以上,其发出的功率可以增加电厂供电量超过4%,在考虑了机组热效率以及低温腐蚀等因素以后,除了抵消风机电耗以外,最佳的供电量增加幅度为1.64%,此时对应着最佳的锅炉机组总风量与流经燃机空气流量的比值,其大小为4.29。     

联网燃气轮机的动态特性分析

介绍了燃气轮机发电机组及其励磁系统和调速系统的数学模型,并在MATLAB中建立了燃气轮机励磁系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真计算.利用电力系统分析综合程序(PSASP 6.1版)建立了燃气轮机励磁系统及调速系统的用户自定义模型,并结合典型配电网,对并网后的燃气轮机进行了暂态分析和小干扰稳定分析计算,分析了励磁系统及调速系统的有关参数对燃气轮机动态特性的影响,为研究分布式电源对电力系统暂态特性的影响奠定了基础.     

考虑不确定性的综合能源博弈规划

随着电力系统与天然气系统的耦合性不断增强,以电网为核心的综合能源系统应运而生。然而在不确定条件下,当前规划方法仍无法保证各厂商的利益最优,因此本文提出了基于非合作博弈论的电-气系统的协同规划方法。首先,以各能量单元和电、气网公司作为独立的利益团体,以其年净收益最大为优化目标,建立电-气综合系统中风电机组,燃气机组、电转气机组、输电线路和天然气管道的综合非线性规划模型。针对风电、负荷的不确定性,以及经典两阶段鲁棒优化的保守性问题,提出了一种改进的两阶段鲁棒优化方法——期望场景最优,任意场景可行。最后,以修改的IEEE39节点电力系统与比利时20节点天然气系统构造电-气网络,验证了模型及算法的有效性。