基于非线性模型的燃气轮机热参数故障诊断及仿真

燃气轮机气动部件故障的发生会导致机组性能参数的变化,且为复杂的非线性变化。在建立燃气轮机标准模型的基础上,研究了系统的故障性能参数的变化及建立了系统的故障模型。首先通过标准模型仿真数据和机组故障运行数据的对比分析,初步定位机组的故障部件,进而提出了修正部件特征性能参数的方法,通过模块实现机组故障的非线性表达,在EASY5仿真平台上建立了燃气轮机系统的故障模型。利用该模型可通过机组非线性模型定量表达部件性能参数的变化,准确地实现机组的故障定位和仿真。以某联合循环机组的燃气轮机为例对此方法进行了验证,实现了机组故障工况的重现,为机组性能特性研究、故障诊断和故障分析奠定了一定的基础。     

锅炉参数变化时汽轮机系统的仿真算法

采用实时仿真算法对锅炉-汽轮机系统动态特性进行了整体性模拟。首先建立了详尽的汽轮机各部件动态数学模型和热力系统流量网络计算模型，特别是除氧器、表面加热器和凝汽器的通用动态数学模型；然后，将汽轮机系统动态模型与锅炉系统动态模型连接为整体仿真模型，并进行仿真。该文还列出了锅炉某些参数变化时汽轮机系统几个关键基本参数仿真结果。对电站锅炉-汽轮机系统的整体性模拟可以对运行人员进行更加全面的指导，并且为进行单元机组的瞬态性能计算，进而修正稳态性能计算结果奠定了基础。图12参3     

电站燃气轮机NO_x排放特性试验与建模仿真

本文以某电站PG9351FA型燃气轮机及其DLN2.0+燃烧系统作为研究对象,进行NO_x排放特性调整试验。以现场试验数据与机组运行参数为基础,引入基于最小二乘支持向量机算法的燃气轮机NO_x排放特性模型,同时借助于计算机仿真科技,在IPSEpro仿真软件平台搭建了燃气轮机热力性能仿真模型,并将两者有机结合,进行变工况NO_x排放特性仿真计算与分析。通过模型计算值与试验实测值之间的相对误差分析来验证模型的可靠性,使该模型能够在今后的现场燃烧调整试验环节,在不产生真实NO_x排放的情况下,通过模型输入量的变化,即可预判出NO_x排放特性。     

双馈风电机组电能质量特性联合仿真建模分析

建立双馈风电机组（DFIG）联合仿真精细化模型——GH Bladed-Matlab模型。在GH Bladed中搭建机组主要机械部件模型,在Matlab中搭建机组的主要电气部件。选取2.2 MW的双馈风电机组搭建模型,根据现场测试数据修正GH Bladed-Matlab模型,使仿真得到的机组闪变外特性、谐波外特性、功率控制外特性与其现场测试波形外特性基本保持一致,确保研究得到的联合仿真模型高精确性。所建立的模型在针对机组电能质量特性因素定性研究的基础上,结合数据进行定量分析,为同系列机组电能质量特性优化提供参考。     

电厂热力系统的长期动态特性模型

热力系统的长期动态特性对各种火电机组的仿真或控制系统设计具有十分重要的意义。通过合理的机理分析和简化,从整体高度建立起热力系统的长期动态过程的数学模型,这一整体动态模型能较为合理地反映出长期动态过程中热力系统的蓄热与做功规律,弥补了现有火电机组动态模型的不足,更好地满足了机组长期动态特性分析与负荷控制策略研究的需要。最后以此为工具对某600MW超临界机组的长期动态特性进行了仿真研究,仿真结果合理正确。     

重型燃气轮机通流部分热力特性计算与仿真研究

以某F级单轴重型燃气轮机通流部分热力特性为研究对象,通过模块化建模方法在MATLAB/Simulink平台中建立燃机系统仿真模型,对燃气轮机典型截面上压缩空气和高温燃气沿转子轴向的特性进行仿真研究。提出了一种结合表征压气机级特性的基元级算法和根据抽气点位置划分的压缩级建模方法的压气机仿真模型。由于燃机通流部分工质的温度变化较大,而且伴随着燃烧反应及燃气与冷却空气混流问题,为保证仿真精度,该模型采用变比热容公式计算空气和燃气的热力参数,并对工质组分质量分数进行详细计算,还考虑了容积惯性和转动惯性对整个系统模型的影响。结果表明,该仿真模型在实际应用中能够满足建模精度的要求。     

空气源热泵热水机组系统仿真的研究

建立了空气源热泵热水机组的系统仿真流程,给出了机组四个主要部件的稳态仿真数学模型,进行变工况稳态工作性能预测,同时给出了换热器中的换热关联式模型。稳态仿真结果与21组实验数据相比,机组运行特性与制热特性均得到准确模拟,验证了所建模型的可靠性。     

发动机润滑系统仿真软件开发

通过对现有车用发动机润滑系统进行研究,采用典型部件试验数据及数值分析相结合方法,建立了润滑系统及主要部件仿真模型,开发了发动机润滑系统仿真软件.该软件包括5个主要模块,应用该软件既可以对发动机润滑系统主要零部件特性进行仿真,也可以进行润滑系统的总体参数仿真与优化.经过试验验证,软件系统仿真结果与试验结果吻合良好.     

涡轮增压机组与增压锅炉热力匹配计算方法研究

基于涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及涡轮增压机组内部存在的功率平衡关系,考虑机组管路系统的阻力特性和边界条件约束等,采用集中参数法给出了增压机组与增压锅炉两者配合工作的联合工作方程组,建立了适用于研究两者工作匹配特性的热力平衡计算模型,提出了一种迭代求解计算方法。在此基础上,通过仿真试验与机组主要测试数据的对比分析,证明了计算方法的可行性,以及建立的模型的正确性和有效性。还进一步研究分析了海况环境进气温度条件变化对两者的热力配合特性的影响。本研究为建立和掌握增压锅炉装置涡轮增压机组与主锅炉的热力匹配设计方法奠定了一定的理论基础。     

200MW机组运行性能诊断的热经济学方法

在热经济学结构理论的基础上,讨论了热力系统运行性能诊断的热经济学方法,以200MW机组热力系统的计算模型为例,阐述了各部件及产品关系,建立了系统的热经济学生产模型,并对故障诊断的方法、故障引起的系统资源消耗增量进行了理论分析和实际计算,提出了具有较高灵敏度的故障判别指标,以及反映故障影响的量化指标,并针对具体算例进行了分析计算。     

一体化模型开发平台在电站锅炉壁温在线监测系统中的应用

为了缩短模型计算软件的开发周期、降低开发费用,研究编制了一体化模型开发平台.该平台完全基于Windows操作系统,通过集成各种计算机技术和电站仿真技术,提供了一个灵活方便的模型开发环境.在该环境里,设计人员可以完成系统动静态性能分析,可以进行系统的优化设计和测试,而且可以安全地实现与电站机组数据的远程连接,开发机组在线分析软件.介绍了一体化模型开发平台的总体结构、功能、特点及实际应用.该平台具有资源占用少、高度模块化、算法通用性强、建模速度快、计算精度高和良好的人机界面等优点.目前此平台开发的锅炉壁温在线监测系统已成功应用于某电厂200 MW机组.     

Fault simulation of boiler heating surface ash deposition in a power plant system

The simulation model of a power generation system was developed based on EASY5 simulation platform. The performances of the power plant under the conditions of the furnace slagging and ash deposition of the heating surfaces in the boiler were simulated. The results show that the simulation model can reasonably reflect the characteristics of the power plant when each component is under fault conditions. Through fault simulation, the change of the performance parameters can be obtained, which can be used in fault diagnosis system as the diagnosis criterion for expert system.     

300MW火电机组自然循环锅炉模型的建立及动态特性分析

利用STAR-90模块化建模仿真支撑系统建立了300MW火电机组自然循环锅炉模型，并应用于湛江发电厂300MW火电机组全仿真机。仿真结果表明，该模型能够比较准确地反映自然循环锅炉的动态特性和静态特性，可以用于对运行人员的培训，并可以用于优化锅炉的设计和预测变工况时锅炉的主要性能参数。     

Simulation of a combined wind and solar power plant

The combined generation of electricity by wind and solar energy is a very attractive solution for isolated regions with high levels of yearly wind energy and insolation. A computer model is developed for the simulation of the electricity system of a Mediterranean island, including a wind power plant, a photovoltaic power plant and a storage system. In order to obtain an overall view of the system performance and economic aspects, the model also incorporates a number of diesel generators. Daily simulations for the Greek island Kythnos show that such a combined system of moderate size can provide a large fraction of the electrical energy requirements. Various parameters calculated in the simulation can be used to improve the configuration of the system and to estimate the cost of the electrical energy unit.     

安萨尔多F级燃气-蒸汽联合循环机组高精度全范围仿真系统的开发

针对上海电气&安萨尔多公司联合制造的F级AE94.3A型燃气轮机,结合四会燃机电厂实际机组,采用虚拟DCS技术及模块化的建模思路,开发基于APROS的高精度全范围燃气-蒸汽联合循环的仿真系统.对该仿真系统动静态特性进行验证分析,仿真试验表明:该仿真系统具有很高的动静态精度,满足实时仿真的需要.可利用该仿真系统对运行人员...     

基于不敏卡尔曼粒子滤波的动态电力负荷在线建模

电力负荷的时变性对电力系统实时动态仿真分析具有较大影响。为了提高实时动态仿真分析的精度，基于不敏卡尔曼粒子滤波提出一种动态电力负荷在线建模方法。针对一种指数型动态负荷模型结构，利用不敏卡尔曼粒子滤波算法对其参数进行在线辨识。通过这种方式，可以根据实时采集的量测数据在线修正动态负荷模型的参数，从而追踪电力负荷的实时变化特性。分别利用动态仿真平台和实际电力系统的量测数据进行仿真分析，结果表明了所提方法具有较高的在线参数辨识精度，并能对实际电力负荷的实时变化特性进行准确的描述。     

增压锅炉水位动态特性建模及仿真研究——动态仿真

以某新型船用蒸汽动力装置增压锅炉水位系统为对象,分析了增压锅炉水位系统数学模型的类型和特点,选择了适合的建模方法,着重建立了汽水循环系统各模块动态数学模型.根据所建立的汽水循环系统数学模型,使用隐式欧拉法和求解稀疏矩阵的高斯-约当消去法等算法,采用SE2000仿真平台和CompaqVisual Fortran Vers...     

基于改进牛顿法的燃-燃联合动力装置建模方法研究

燃-燃联合动力装置(COGAG)以其功率密度大、机动性好等优势,在船舶动力领域展现了很好的发展前景。对燃-燃联合动力装置的部件进行了模块化建模,为提高模型的计算效率和收敛性,对传统的牛顿拉普森（Newton Rapson）迭代法进行改进,建立了COGAG稳态模型。利用四阶龙格库塔法建立动态模型,在python仿真环境下对建模方法进行了仿真验证。仿真结果表明：提出的基于改进牛顿法的燃-燃联合动力装置的建模方法可以实现系统的稳态和动态运行过程,提高了模型稳态计算的收敛速度,为联合动力装置的响应特性研究和控制器的设计提供了模型基础。     

Symbolically aided model development for an induction machine in virtual test bed

A new phase-domain induction machine model for use in power system dynamic simulation is developed with the aid of a symbolic tool. The symbolic tool can automatically construct a time-domain power system component model in the resistive companion form (RCF) that is widely used in time-domain simulators. The automatic differentiation technique (ADT) is utilized within the context of a symbolic modeling language, and the tool has been implemented for the virtual test bed (VTB) simulation environment. The new induction machine model was used to study start-up transients of an induction motor. The new model was verified by comparing the simulation results to those obtained from a standard d-q model. This paper also demonstrates that a symbolically assisted technique can provide an efficient and rapid path for developing complex nonlinear device models for power system simulations.