压水堆机组二回路热力系统实时仿真研究

介绍了核电机组二回路主蒸汽与给水回热系统实时仿真。模型基于能量、质量、动量守恒方程和水蒸汽物性，考虑了蒸汽的可压缩性和表面式换热器的非平衡的动态热交换特性，以及PWR型机组主蒸汽参数低，容积流量大的特点，利用流体网络进行求解。仿真结果表明该模型具有准确的计算结果，动态趋势合理，适用于全工况范围正常运行和异常事故运行，为新一代仿真机的研制，提供了有效途径。     

碳化硅器件建模与杂散参数影响机理

为了更准确地评估碳化硅宽禁带半导体功率器件的性能和系统特性,需要搭建不同封装下器件的快速行为仿真模型,包括静态特性模型与动态响应模型。首先基于MOSFET器件EKV模型,舍去了原模型的漂移区电阻并赋予参数温度自由度后,实现一种仅需要器件数据手册的快速建模方法。对比原静态模型,改进模型收敛速度更快;器件转移特性和输出特性拟合精确度有明显提高;不同结温的静态特性可独立建模。其次,基于静态模型参数,校正了寄生电容和跨导,加入模块封装和层叠母排的杂散电感和分布电容参数,分阶段建立了开关过程中驱动回路和主回路微分方程,给出了器件杂散参数提取过程以及漏极电流、端电压的动态响应求解方法。最后搭建碳化硅功率模块双脉冲实验电路,结果显示模型可真实重现开关过程中的电压电流尖峰与振铃细节。     

基于优化PSO算法的SCR脱硝控制器研究

针对SCR脱硝控制系统中的PID参数整定困难,提出一种优化粒子群算法的PID控制器参数整定方法。该算法利用已知粒子信息得到适应度函数值的估值,在估值策略中,引入粒子间的相似度和粒子的可信度评价方法,增加适应度函数值估计次数和准确性,减少适应度函数值计算次数,提高算法性能。将优化的粒子群算法用于优化SCR脱硝系统中PID控制器参数,与传统整定PID控制器参数方法相比,基于适应值估值策略的粒子群算法整定PID控制器参数收敛速度快,系统内回路响应上升速度快、时间短,外回路静态误差小、无超调等优点,较好地满足SCR脱硝系统的动态特性。     

确定汽轮机调速系统模型参数的简捷方法

汽轮机调速系统模型参数的确定,对各种热力发电机组的仿真、控制系统的设计及电力系统动态研究具有重大意义。通过蒸汽发电机组有效热平衡数据计算出汽轮机模型参数,得出各种不同工况下参数的变化规律,比实测法更方便简捷实用。对600MW超临界机组汽轮机调速系统的模型参数进行分析计算,并用该模型针对特殊的阶跃响应作出仿真和分析。     

基于AMESim的燃料电池空气系统动态仿真

采用AMESim软件建立了燃料电池空气系统动态仿真模型,在功率动态变载工况下,研究了空气入堆的流量、压力、温度和湿度的响应需求,以及主要执行器-空压机和节气门的工作特性参数。结果表明,基于AMESim建立的动态仿真模型较为合适,合理地反映了燃料电池空气系统动态响应特性,对燃料电池空气系统附件选型、燃料电池系统以及子系统的动态建模仿真具有较好的参考价值。     

蒸发系统分布参数特性动态仿真研究

为了全面的把握蒸发系统的动态特性,应用基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数模型对某台300MW锅炉进行了仿真研究。讨论了求解模型的数值算法,以提高仿真速度。以电厂实测数据作为分布参数模型的输入,获得壁面平均热流、汽包压力和汽包出口蒸汽流量动态特性;以扰动激励的方式,获得水位动态特性。将模拟计算结果与实测值／文献模型的模拟值或者文献仿真结果进行比较,证明了模型的有效性。仿真计算了壁面热流、壁面温度、质量含汽率以及质量流速等热力参数在蒸发受热面上的动态分布,结果表明各热力参数在水冷壁上呈现明显的分布参数特性,并且其分布特性随着工况的变化而变化。模型即可用于在线预测也可用于离线分析计算,为锅炉安全性与可靠性评价提供重要依据。     

基于Simulink的超超临界直流锅炉水冷壁动态特性仿真

超(超)临界直流锅炉的动态特性、负荷适应性及参数的变化规律在很大程度上取决于水冷壁的动态特性。利用集总参数法建立了水冷壁全工况非线性移动边界数学模型,结合二次建模得到了动态方程组,在Matlab/Simulink平台上编制了仿真程序,并利用S函数建立了通用的仿真模块。在30%BMCR和100%BMCR典型工况下进行了水冷壁的动态特性仿真,研究了单一变量(给水流量、给水焓、燃烧率以及汽水分离器压力)阶跃扰动10%时水冷壁主要参数的动态响应特性。     

自然循环双压燃气轮机余热锅炉动态特性分析

为深入了解自然循环双压燃气轮机余热锅炉动态特性,基于Matlab/Simulink仿真系统,根据锅炉工作机理和结构特性,并充分考虑管束传热的影响,采用集总参数法建立了余热锅炉动态仿真数学模型,分析变工况运行时,燃气轮机排气温度、排气流量、高压给水流量分别扰动10%的条件下,锅炉主要参数的动态响应特性。结果表明,燃气轮机排气温度变化对余热锅炉各热力参数的影响最大,排气流量的影响次之,高压给水流量对蒸汽参数影响很小。仿真结果与锅炉实际运行数据基本一致,表明模型具有较高的精度和良好的通用性,能正确反映锅炉的动态特性,可为同类型锅炉热态运行提供合理的技术参考。     

基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调速器研究

针对水轮机常规PID调速器不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点,提出一种新的基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调节方法。该方法根据水轮机模型综合特性曲线划分水轮机工况,采用一种改进遗传算法对水轮机的不同工况求取最优调节参数,利用神经网络做到运行工况与最优参数间的平滑切换。经过仿真表明,该控制方法具有良好的静态和动态性能,并具有很强的鲁棒性。     

热电联产压水堆机组二回路热力系统经济性诊断方法的研究

针对热电联产压水堆核电机组采用新蒸汽再热和对外供应两种不等价的能量－热能和电能的特点,利用二回路热力系统回热加热器抽汽效率和等效热降理论,通过理论分析和数学推导,建立了热电联产压水堆二回路热力系统局部变化的经济性定量计算数学模型,进而研究了各种供热抽汽返回水方式对经济性影响的诊断模型,旨在形成一套概念清晰、计算简捷、使用方便的热电联产压水堆核电机组二回路热力系统的经济性定量诊断方法。最后通过2个实例计算证明了该理论模型和诊断方法的准确、可靠、简捷性。该研究结果对压水堆核电机组二回路热力系统节能和优化设计具有重要意义。     

基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调速器研究

针对水轮机常规PID调速器不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点,提出一种新的基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调节方法.该方法根据水轮机模型综合特性曲线划分水轮机工况,采用一种改进遗传算法对水轮机的不同工况求取最优调节参数,利用神经网络做到运行工况与最优参数间的平滑切换.经过仿真表明,该控制方法具有良好的静态和动态性能,并具有很强的鲁棒性.     

继电保护及相关回路动态监控及故障诊断技术研究与应用

研究了继电保护及相关回路动态监控及故障诊断系统架构,提出了基于该架构的状态采集单元、站端动态监控技术、二次回路故障诊断技术以及过程层和间隔层设备改造。基于该架构的成套系统已经在安徽某变电站成功投入运行。基于该架构的成套系统在安徽某500 kV变电站成功投入运行。运行结果表明,系统稳定可靠,数据记录完整。记录的数据有助于现场设备运行工况的分析。     

火电机组宽负荷调峰汽温控制技术应用

提出一种汽温控制方法,在减温水控制回路设计改进型PID控制算法,引入调节参数具有自学习功能的修正指令,在协调控制回路中设计基于运行状态解析和仿人修正的协调控制算法。在实践应用中,某630 MW超临界机组在28.7%～100%额定负荷区间运行时,湿态稳定运行及变负荷工况、干态稳定运行及变负荷工况下的汽温均控制优良,部分工况的控制品质较行业标准提升了60%以上。某1 000 MW超超临界机组在30%～100%额定负荷区间运行时,汽温稳态控制品质较行业标准提升了30%～60%,对多重扰动的复杂工况具有优良的响应特性。     

基于 Visio 的变电站二次回路仿真培训系统

介绍了一种基于 Visio 平台的变电站二次回路仿真培训系统.该系统采用 Visio 界面,结合自主开发的实时数据库,合理抽象二次回路元件特性,利用图形自动识别技术和组件化、图库模一体化技术以及拓扑结构自动识别技术对变电站二次回路元件进行自动批量建模,从而最终实现对变电站二次回路原件正常及各类典型异常情况下的动作逻辑及电气关系的仿真.而且,该系统提供与变电站一二次设备三维仿真系统、电网仿真系统的接口,可与变电站仿真系统联合运行,完整地实现变电站从一、二次设备到二次回路元件的仿真,为变电站相关专业人员掌握二次回路缺陷发生的现象、原因及变化过程,以及总结积累二次回路缺陷判断、查找和处理经验提供了一个完整的动态仿真环境.     

升压变换器动态响应特性

研究了直流升压变换器动态响应特性。运用小信号的分析方法建立了直流升压变换器的动态模型,分析了系统的动态响应时间与各个器件之间的关系,计算了升压变换器反馈控制回路的补偿函数,从而提高变换器的静态性能和动态性能。仿真分析和实验研究验证了该动态模型的合理性。     

断路器本体三相不一致保护系统二次回路优化

针对目前断路器本体三相不一致二次回路抗干扰能力不足、尤其在直流系统接地故障下不能可靠防止误动作的问题,提出了一种基于电网安全运行可靠性的断路器本体三相不一致二次回路优化的新方案。分析了两起断路器误动作跳闸事故原因,利用实测参数建立准确的控制回路系统仿真模型,模拟直流系统接地故障工况引发断路器跳闸的情形,理论上阐释了直流系统接地对保护及二次回路的危害因素。试验结果和设备运行实践验证了该技术方案的先进性和实用性。     

静态负荷模型参数的动态修正法

提出了一种静态负荷模型参数的动态修正方法，根据负荷电压变化实时修正负荷模型参数。基于忽略频率特性的传统静态负荷模型，在系统电压额定值附近对电压求偏导数，根据系统电压连续变化调节电压特征系数，经泰勒系数展开并略去二次及高次项，化简得到修正后的有功和无功电压特征系数。应用动态修正法进行仿真，并与恒定参数进行扰动响应比较，结果表明，使用动态修正法所得静态负荷模型能更好地反映负荷和电压的实际特性。     

水轮机调节系统的动态过程特性

定义了水轮机调节系统受到大扰动（空载频率扰动、机组甩100%额定负荷和孤立电网运行）后动态过程的3种典型类型。通过水轮机调节系统仿真,详细分析了各个大扰动工况下3种类型的动态过程特性,并简要分析了动态过程特性类型与调速器比例-积分-微分（PID）参数的关系。     

汽轮机旁路容量的合理选择

文章根据热力系统流量平衡原理和动态特性剖析案例,讨论了火力发电厂锅炉和汽轮机工质流量的平衡设计和100%甩负荷工况下汽轮机的旁路配置方案,提出了合理选择汽轮机旁路容量的原则。     

考虑设备变工况特性的区域综合能源系统优化调度方法

区域综合能源系统(regionalintegrated energysystem,RIES)调度方案的经济性受不同能源转换设备模型参数准确性的影响。传统静态能源集线器(energy hub, EH)模型将设备效率视为常数,忽略了设备效率随负载率变化的变工况特性,影响到设备模型的准确性,进而降低了RIES调度方案经济性。为考虑设备变工况特性对系统优化调度方案的影响,提出了一种考虑设备变工况特性的RIES优化调度方法。首先基于静态EH模型,建立一种动态EH(dynamicenergy hub,DEH)模型,可对能源转换设备运行效率进行修正;进而,基于DEH模型,提出了一种考虑设备变工况特性的RIES优化调度方法;最后,针对一个典型的RIES进行优化调度分析。结果表明,该方法由于考虑了设备变工况特性,提高了设备模型准确度,减小了调度方案的成本预测误差,为RIES提供了更为合理且经济的调度方案。