F级燃机调速系统建模研究与应用

在对某F级重型燃机调速系统负荷-频率控制策略、实际调频特性进行试验研究以及对现有电力系统仿真软件PSD-BPA所提供的调速器和原动机相关模型进行适用性分析的基础上,从电网频率安全要求出发,对调频性能满足电网需求的F级燃机建立了适用于国内主流调速系统的仿真模型和参数实测方法,仿真计算结果与试验数据对比表明该模型能够较好地仿真燃机的实际调频性能,随着燃机数量的增加,采用该模型进行电力系统仿真计算将能够较好地模拟燃机真实的负荷-频率特征,对完善电网仿真计算数据基础、电力系统暂态稳定分析、电网控制策略研究和制定电网安全预警控制措施等都将起到重要的作用。     

考虑燃烧室压力动态的燃气轮机调速系统建模EI北大核心CSCD

现有电力系统仿真计算的燃气轮机调速系统模型未考虑燃烧室空气压力的变化,一次调频仿真与实际相比,存在误差。分析了一次调频过程中燃气轮机的工作特性,发现燃气轮机为保持燃烧稳定,其旁路阀会实时调整燃烧室内空燃比,从而引起燃烧室压力动态变化。建立了一种能体现燃烧室压力动态变化对燃气轮机输出功率影响的燃气轮机调速系统新模型。提出了采用燃料喷嘴开度模拟燃烧室空气压力变化,体现出燃烧室保证最佳空燃比的动态过程。仿真结果与试验数据对比表明,考虑燃烧室压力动态的燃气轮机新模型能够真实地模拟燃气轮机实际的一次调频过程,有效降低模型不准确所引起的仿真计算误差。     

考虑燃烧室压力动态的燃气轮机调速系统建模

现有电力系统仿真计算的燃气轮机调速系统模型未考虑燃烧室空气压力的变化,一次调频仿真与实际相比,存在误差。分析了一次调频过程中燃气轮机的工作特性,发现燃气轮机为保持燃烧稳定,其旁路阀会实时调整燃烧室内空燃比,从而引起燃烧室压力动态变化。建立了一种能体现燃烧室压力动态变化对燃气轮机输出功率影响的燃气轮机调速系统新模型。提出了采用燃料喷嘴开度模拟燃烧室空气压力变化,体现出燃烧室保证最佳空燃比的动态过程。仿真结果与试验数据对比表明,考虑燃烧室压力动态的燃气轮机新模型能够真实地模拟燃气轮机实际的一次调频过程,有效降低模型不准确所引起的仿真计算误差。     

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.     

计及阀门流量特性的再热凝汽式汽轮机模型及其仿真校验

针对某些火电厂汽轮发电机组存在调速系统参数测试与仿真校验结果不匹配的情况,分析了暂态稳定计算用调速系统及汽轮机模型和参数测试各个环节。分析认为:汽轮机调节阀门的流量特性是影响仿真精度的重要因素。在计及调节阀门流量特性的前提下,利用电力系统综合分析程序(PSASP)中的用户自定义建模功能,对现有调速系统及汽轮机模型进行调整和改进,并给出改进模型的使用方法。仿真结果表明:与原有模型相比,改进模型能够更好地反映现场实际设备的响应特性。     

燃气轮机调速系统建模与模型参数测试方法研究

对燃气轮机及其调速系统的电网稳定计算模型进行了研究.介绍了建立该模型的重要参数测试方法,主要包括执行机构开启和关闭时间常数测试、电液转换PID参数测试与校验、转速通道测量环节和发电机功率测量环节时间常数、以及燃气轮机模型参数等的测试与辨识,并针对这些参数的获取开展了相关试验.对现场试验和仿真结果进行了误差分析,验证了测试方法的正确性和实用性.所建立的模型和测试、辨识得到的模型参数满足电网稳定计算要求.     

再热凝汽式汽轮机调速系统模型的仿真及验证

对某火电厂再热凝汽式汽轮机的调速系统参数进行测试,采用电力系统综合分析程序(PSASP)的用户自定义建模功能(UD)建立了机组协调控制方式下的调速系统模型,并分别在功率及协调控制方式下,对机组调速系统参数测试的结果进行了仿真校验和现场试验。结果表明:该模型能够较好地与实际工况相吻合;调速系统的控制方式对发电机组的功率响应特性具有显著影响。     

核电机组一次调频BPA建模仿真研究

针对核电机组原动机及其调速系统参与电网一次调频仿真研究不足问题,建立了基于电网仿真通用软件BPA的调速系统、执行机构和原动机模型,并介绍了模型参数的测试、计算或校验方法等,同时,对发电机模型中的发电机动能进行了测试和计算。对所建立模型和获得的模型参数进行频率阶跃仿真,并与现场试验结果进行比较分析,结果表明模型及其参数测试方法是正确的。所建立的模型及其参数能准确反映核电机组在功率闭环控制方式下一次调频的动作特性,满足电网稳定计算要求。     

适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统模型研究

为满足电力系统稳定性仿真计算的需要,需建立符合并网运行水电机组实际的水轮机调速系统模型,通过水轮机调速系统理论建模研究,并以试验修正理论模型,建立了符合并网运行机组实际的适用于电力系统稳定分析计算用的水轮机调速系统模型。     

汽轮机调速系统参数辨识软件设计

为了便于开展汽轮机调速系统仿真模型参数辨识工作,以MATLAB软件开发平台及差分进化算法为基础,研发了汽轮机调速系统参数辨识软件,通过仿真应用验证了该软件能够根据汽轮机负荷扰动试验数据快速计算出调速系统的各项性能参数,为电力系统稳定计算提供准确的仿真数据。     

电力系统稳定计算用水轮机调速器模型结构分析

对电力系统稳定计算常用软件PSASP和BPA中的水轮机调速器模型结构进行分析,指出了其中存在的问题,并对目前国内普遍使用的水轮机微机调速器中调节器的不同控制结构和机械(电气)液压系统的不同结构类型进行了详细的分析,以期为水轮机微机调速器的建模和仿真提供参考。     

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。     

宜兴抽水蓄能电厂水轮机调速器控制原理及特点

水轮机调速器是水轮发电机组的主要控制设备之一。控制系统是水轮机调速器的核心。介绍了宜兴抽水蓄能电站水轮机导叶的5种控制方式和调速器的控制原理,以及导叶控制模式的切换的实现方法对调速器的控制特点进行了简要的介绍,对了解国外先进调速器系统有一定的借鉴意义。     

孤立系统的风电接入容量及低电压穿越特性的仿真分析

重点研究了孤立系统的风电接入容量及低电压穿越特性.结合国内第1座海上风电站项目,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,搭建了海上油田平台的直驱永磁风电机组、燃气轮机发电机组、平台负载等的详细动态模型.通过仿真,研究了该孤立系统的最大风电接入容量,以及在此系统配置下,当公共联络点发生短路故障时整个孤立系统的低电压穿越能力.仿真结果表明,该孤立系统风电接入容量最大占负荷的21.6%,这为后续的示范应用提供了参考.     

水轮机最优控制系统研究

本文应用现代状态反馈控制理论，结合水轮机(转速)调节系统的恒值调节要求，从水轮机控制系统状态反馈模型出发，给出了与常规水轮机调节系统相似的系统框图。并对二次型性能指标最优化控制参数与传统推荐最佳调节参数进行比较分析，得到这两种方法所对应的最优调节参数有较大差别，二次型最优控制效果明显优于常规PID控制。仿真结果表明：两者动态过程明显不同，前者的动态过程呈现完全的非周期快速稳定特点，而后者的动态过程则为衰减振荡过程。因此，在水轮机调速器中直接输入控制系统权矩阵代替常规的PID调节参数，能够根据人为要求实现期望的时域性能指标。     

基于PSCAD/EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真

以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与比例-积分调节器串联校正等方法建立基于双馈感应发电机的变速风电机组控制系统模型,并将该模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合,形成基于双馈感应发电机的变速风电机组动态模型。依据变速风电机组的运行特性对该模型进行校验并验证其有效性,该模型为研究基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作特性提供了新的手段。     

微型燃气轮机发电系统仿真模型研究

利用PSCAD/EMTDC软件建立了微燃机发电系统的原动机部分模型,以单机带负荷系统为例进行了微燃机动态特性仿真研究。仿真结果表明,该模型可以使微燃机在孤岛运行状态下有良好的负荷跟随特性,并能保证透平转速的恒定。模型很好地反映了微网中微燃机发电系统所具有的特性。     

PG9351(FA+e)型燃气轮机压气机的演化过程

系统地介绍了GE公司重型燃气轮机压气机的发展过程、F型压气机存在的问题以及目前我国PG9351(FA+e)型燃气轮机设备状况,并围绕压气机存在的问题进行了详细分析,介绍了该型燃气轮机所使用的压气机各级叶片的改进增强情况.     

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。