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一篇老外的論文,講得是系統(tǒng)建模和仿真。

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發(fā)表于 2013-11-21 21:18:32 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
      8爺之前發(fā)了篇老外的論文,講得是系統(tǒng)建模和仿真。文章很好,但論壇上沒(méi)見(jiàn)后文,自己就試著翻譯了下。為了保證語(yǔ)句通順,適當(dāng)修改了下原文內(nèi)容。圖見(jiàn)原文及附件。2 q9 p* l* g, I* s3 y
5 R9 C; T! @# H9 T9 T
                                       《電網(wǎng)頻率波動(dòng)下的CCPP建模和長(zhǎng)期響應(yīng)仿真》' Q0 |1 j3 h( O  s4 G3 l5 A# N
3 b$ ~; Y+ J# f% d5 A0 L
      一套典型的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱CCPP)包括:共軸的燃?xì)廨啓C(jī)(GT)、汽輪機(jī)(ST)和發(fā)電機(jī)(generator),以及余熱鍋爐(HRSG)。燃機(jī)輪機(jī)配有進(jìn)口導(dǎo)葉(IGV)用以調(diào)節(jié)壓氣機(jī)進(jìn)氣流量,穩(wěn)定燃機(jī)渦輪排氣溫度(因?yàn)殡娬救紮C(jī)常用的控制模式是渦輪排氣溫度T=Const)。
& W1 Z3 H4 x3 m$ ^      為了進(jìn)行多種電力系統(tǒng)擾動(dòng)下的機(jī)組的長(zhǎng)期響應(yīng)仿真,需要建立一套包括其相關(guān)控制、保護(hù)功能的數(shù)學(xué)模型。大擾動(dòng)的長(zhǎng)期仿真通常是為了研究真實(shí)(電力)系統(tǒng)發(fā)生過(guò)的事故可能導(dǎo)致的(針對(duì)機(jī)組的)特定后果。長(zhǎng)期仿真之所以特別困難是由于(機(jī)組)多變的控制邏輯和復(fù)雜的保護(hù)機(jī)制所致。這些保護(hù)包括電廠輔助系統(tǒng)以及開關(guān)柜中的:電機(jī)過(guò)激勵(lì)限制、低激勵(lì)限制(underexcitation)、volts-per-hertz protection(誰(shuí)知道的說(shuō)聲) 以及低頻保護(hù)、高頻保護(hù)、失磁保護(hù)(loss-of-field)等復(fù)雜的保護(hù)動(dòng)作。大擾動(dòng),特別是(電網(wǎng))頻率異常波動(dòng)下的機(jī)組數(shù)學(xué)模型,是難以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試辨識(shí)的。
5 v3 V/ t# }5 ^/ P/ u      GE電氣已經(jīng)發(fā)展了適用于電廠設(shè)計(jì)、分析的詳細(xì)的燃機(jī)、汽輪機(jī)、電機(jī)、相關(guān)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。業(yè)已同過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試或者細(xì)致的論證證實(shí)了這些模型的重要特性。對(duì)于馬來(lái)西亞電網(wǎng)瓦解(也不知道他說(shuō)的是哪一次)這類事故,我們最關(guān)心的是燃機(jī)能多快增大功率輸出以及(電網(wǎng))頻率降低對(duì)機(jī)組最大輸出的影響。論文【2】介紹了一種簡(jiǎn)單的CCPP燃機(jī)數(shù)學(xué)模型。這個(gè)模型考慮了進(jìn)口導(dǎo)葉角度控制、排氣溫度控制以及(基于電網(wǎng)頻率(運(yùn)行轉(zhuǎn)速))變轉(zhuǎn)速下的燃機(jī)出力。這是個(gè)模型是建立在對(duì)物理定律和燃機(jī)設(shè)計(jì)模型分析的基礎(chǔ)上的。
" Z. @; p( }9 i' }% `$ L      公式表明(P=Tw  ==!?。?,孤網(wǎng)運(yùn)行(比如從北米電網(wǎng)切到北棒電網(wǎng)或者切到廠用電運(yùn)行)下發(fā)電機(jī)超發(fā)會(huì)導(dǎo)致部分甩負(fù)荷以及電網(wǎng)頻率上升。有很多控制措施致力于防止超速,包括調(diào)速器(gonvernor)、負(fù)荷控制(PLU,后來(lái)我認(rèn)為翻譯成功率平衡控制更合適==!但懶得改了)、燃機(jī)升速控制和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制(在后文中如果覺(jué)得“**控制”讀起來(lái)不順,請(qǐng)加后綴“單元”)。無(wú)論在正常工況還是異常工況,調(diào)速器都根據(jù)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速與整定值偏差,通過(guò)控制燃料供應(yīng),改變?nèi)紮C(jī)總功率,控制轉(zhuǎn)速。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制(單元)只在非正常工況才動(dòng)作調(diào)節(jié)閥,控制速度。升速控制監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子加速度,通過(guò)控制燃機(jī)燃料供應(yīng)以及汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥控制加速度(升速控制主要在啟機(jī)階段有用)。等轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常后,只要負(fù)荷控制沒(méi)有動(dòng)作,則燃機(jī)回到正常工況。
0 `7 B8 [) c6 A       負(fù)荷控制監(jiān)測(cè)透平出力和發(fā)電機(jī)發(fā)電量,并且通過(guò)整定負(fù)載系數(shù)、調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥,使得機(jī)組在空負(fù)荷額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。它可以避免機(jī)組遮斷。需要有操作員的指令機(jī)組才可以重新帶負(fù)荷。只有部分聯(lián)合循環(huán)電站具有負(fù)荷控制功能(因?yàn)槟秦浱F)。8 \( L0 ~% G& [0 p& R/ F
      在電廠設(shè)計(jì)階段,只對(duì)全甩負(fù)荷進(jìn)行了大量研究。這是因?yàn)槿ω?fù)荷對(duì)于電廠影響最大而且全甩負(fù)荷可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。而部分甩負(fù)荷不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。只要所有的閥門工作正常,機(jī)組在全甩負(fù)荷時(shí)就不會(huì)被遮斷。
, P! k0 q3 A' c, }2 W      本文介紹了余熱鍋爐、汽輪機(jī)及其相關(guān)控制系統(tǒng)的模型,構(gòu)建了GE電氣STAG109FA聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型。這個(gè)模型是從詳細(xì)設(shè)計(jì)模型簡(jiǎn)化而來(lái)。在這個(gè)模型中,包含了足夠的細(xì)節(jié)用以模擬機(jī)組對(duì)于電網(wǎng)波動(dòng)的響應(yīng),包括正負(fù)5%的頻率偏差。這個(gè)模型不適用于CCPP啟、停機(jī)過(guò)程仿真。它適用于50%以上負(fù)荷的機(jī)組狀態(tài)仿真——這已經(jīng)顯著低于機(jī)組工況點(diǎn)。
, ^6 Y+ ?$ ~7 }4 e3 p* c5 ^) A/ j      如圖一所示,是一套典型CCPP的流程圖。余熱鍋爐有三個(gè)汽包給高、中、低壓缸供汽,包括省煤器在內(nèi),共有11個(gè)換熱器,省煤器可以預(yù)熱汽包給水,換熱器中,水/汽走管程。燃機(jī)渦輪排氣經(jīng)過(guò)換熱器,與水/汽進(jìn)行熱交換。通過(guò)高壓主汽調(diào)節(jié)閥(MCV)、中壓進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥(ICV)、中壓補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥(IPAV)和低壓補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥(LPAV)調(diào)節(jié)高中低壓缸進(jìn)汽。(汽輪機(jī)為單回?zé)崛變膳牌渲?。LP蒸汽來(lái)自LP drum和IP排汽,IP蒸汽來(lái)自IP drums和HP排汽,相當(dāng)于HP、IP之間回?zé)?,IP、LP補(bǔ)汽。)4 B( U; a8 l3 V1 g: ^- M5 R
這個(gè)模型主要研究在正負(fù)5%頻率偏差,50%以上負(fù)荷時(shí)候的機(jī)組特性。相關(guān)變量、模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)參照一座在運(yùn)行的電站(model plant)進(jìn)行進(jìn)行設(shè)置。
6 x7 s, g0 i6 p- c      如圖二所示,燃機(jī)由軸流式壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪組成??諝饨?jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮,在燃燒室與燃料混合燃燒,燃?xì)膺M(jìn)入渦輪做功。渦輪出力帶動(dòng)壓氣機(jī)(壓縮空氣)和同軸發(fā)電機(jī)(發(fā)電)。燃機(jī)的相關(guān)變量有:燃料消耗量Wf,空氣質(zhì)量流量Wa——這貨是IGV角度thetaIGV的函數(shù)(因?yàn)檫@貨只有IGV可調(diào))、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速w(omiga),大氣溫度Ta和大氣壓力Pa的函數(shù))。輸出變量有凈軸功PmGT(供給發(fā)電部分的功率),排氣質(zhì)量流量Wx,排氣溫度Tx和壓氣機(jī)壓比CPR。文獻(xiàn)【2】描述了一種包含相關(guān)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化燃機(jī)模型??諝饬魉傧禂?shù)(airflow speed factor)決定了燃機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的輸出(功率)。這個(gè)模型揭示了我們可以通過(guò)不同進(jìn)氣溫度下的變負(fù)荷測(cè)試得到這個(gè)空氣流量系數(shù)(修正喉差,建立進(jìn)氣流量與溫度、壓力、濕度和喉差的計(jì)算公式)。燃機(jī)模型基于如下假設(shè):7 m& v/ a0 w; O
1、凈軸功PmGT只和燃料消耗量Wf相關(guān)。(不僅相關(guān),而且可以認(rèn)為是線性相關(guān))
  N: u/ q4 p9 R9 j( w2、因?yàn)槿剂腺|(zhì)量占比很小,Wx=Wa。(顯然成立)- b0 M4 k# m5 Z. p
3、驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的軸功為常數(shù)。(IGV角度不變下可以認(rèn)為是常數(shù))。
0 ^, [- l; e4 n4、唯一的動(dòng)態(tài)因素就是發(fā)出燃料調(diào)整指令到燃料噴射量變動(dòng),進(jìn)氣流量變動(dòng)到凈軸功率變動(dòng)之間的時(shí)滯。
0 |  f0 V  ?, E- U( {2 g! y7 x      根據(jù)電廠實(shí)際調(diào)研,可以對(duì)余熱鍋爐和汽輪機(jī)做如下簡(jiǎn)化假設(shè):
- ]( z$ j2 h# n/ U+ o1、        鍋爐給水從省煤器和減溫器得到的能量很小,沒(méi)必要為省煤器單獨(dú)建模。給水控制調(diào)節(jié)迅速,無(wú)需為給水系統(tǒng)和汽包閥門管道系統(tǒng)建模。! p( z% n  q  q& O+ X
2、        凝汽器溫度和水位變化對(duì)系統(tǒng)影響有限,也沒(méi)有必要對(duì)減溫器以及往凝汽器的旁通管路建模。流經(jīng)高壓汽包蒸汽對(duì)應(yīng)的減溫器以及回?zé)峁苈返乃繉?duì)系統(tǒng)建模影響不大,可以視作常數(shù)。. w: s. ^5 S& ~, p: ?
3、        因?yàn)檫M(jìn)汽溫度穩(wěn)定,蒸汽比焓不變。如圖3-5,是高中低壓缸的蒸汽流程圖。相關(guān)變量有蒸汽壓力、流量、(溫度為常數(shù))、MCV、ICV和旁通閥閥位等。如圖6-8所示,分別是HP、IP、LP部分模型。/ U8 n3 h6 P, U5 Y6 k2 R) @) M
      系統(tǒng)控制參數(shù)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的,模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)需要在每個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。因此,本文能做的就是依據(jù)已有的樣本電站的參數(shù)進(jìn)行仿真。如圖9-11,是CCPP的模型結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)輸入有:大氣溫度Ta、大氣壓力Pa、發(fā)電量Pe和負(fù)荷系數(shù)Lref。相關(guān)的控制有:
! s: P9 ~  u' m1 S6 v/ j1、燃機(jī)控制。如文獻(xiàn)【2】所述,包括排氣溫度控制、IGV控制、調(diào)速器和升速控制。升速控制通過(guò)調(diào)節(jié)燃料供應(yīng)控制升速率,主要用在啟動(dòng)階段控制燃機(jī)升速曲線。在部分甩負(fù)荷時(shí),該模塊也可能動(dòng)作??刂菩盘?hào)XAC會(huì)傳給汽輪機(jī)閥位控制。
* d2 N) T( x& p2、汽輪機(jī)控制。包括進(jìn)汽壓力控制、進(jìn)氣壓力限制、MCV、IPAV、LPAV的旁通控制(旁通凝汽器),還有汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制(避免超速用的,沒(méi)必要控制升速)。5 _8 K4 D9 }3 n6 g+ z
3、負(fù)荷控制。作用于燃機(jī)和汽輪機(jī)。負(fù)荷控制產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào):負(fù)荷不平衡信號(hào)以及甩負(fù)荷發(fā)生信號(hào)LRO。如果輸出到電機(jī)的軸功與發(fā)電量之差超過(guò)了整定值(比如0.4表么值),或者發(fā)電量降低速率超過(guò)了整定值(比如0.35表么值每秒)。PLU信號(hào)置位,ICV和LPAV完全關(guān)閉。在LRO信號(hào)控制下,MCV和IPAV全關(guān)。Lref負(fù)荷系數(shù)設(shè)置為全速空負(fù)荷的100.3%。一旦功率不平衡消失,PLU信號(hào)自動(dòng)復(fù)位,但LRO不自動(dòng)復(fù)位。2 {6 p9 L" S6 W/ k7 Y5 k
      已經(jīng)在不同的負(fù)荷系數(shù)、低頻沖擊和部分甩負(fù)荷條件下進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)性能仿真。. }: h. s: `, F! c  w/ S
      為了測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行工況,沒(méi)有系統(tǒng)擾動(dòng)的情況下的自動(dòng)調(diào)整能力,做了負(fù)荷系數(shù)變動(dòng)的模擬。(說(shuō)白了就是測(cè)試整個(gè)機(jī)組對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的跟隨特性。)圖12a是負(fù)荷系數(shù)的變動(dòng)圖,開始階段為1.1p.u.。除了開始和結(jié)束階段負(fù)荷系數(shù)超過(guò)1.0 p.u.時(shí)(此時(shí)是排氣溫度控制限制了功率不能提升),調(diào)速器都調(diào)整輸出,跟隨負(fù)荷系數(shù)變動(dòng),如圖12-b。IGV控制保證了燃機(jī)排氣溫度恒定(這是電站燃機(jī)的常用控制模式),如圖12-c。排氣溫度和流量,如圖12-d,決定了輸出功率,如圖12-e。如圖12-f和圖12-g所示,MCV和IPAV在滑壓控制下保持全開保持(溫度不變,流量減小、壓力減小,ST出力減?。?,LPAV調(diào)整來(lái)流蒸汽壓力,保證低壓缸LP進(jìn)氣壓力穩(wěn)定(避免水擊)。蒸汽比焓和流量決定了汽輪機(jī)出力,如圖12-b。簡(jiǎn)化模型和詳細(xì)模型的結(jié)果相近。
2 i3 O+ c! [; C: U( u; Y4 m5 D      燃機(jī)的輸出功率和總功率在負(fù)荷變化過(guò)程中保持線性,如圖13-a。Y軸便是空負(fù)荷下輸出功率,也就是驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)消耗的功率Px(x軸就是輸出用來(lái)發(fā)電/飛車的功率)。隨著負(fù)荷系數(shù)變動(dòng),汽輪機(jī)出力則有時(shí)滯的跟隨(壓氣機(jī)消耗功率Px)變動(dòng),如圖13-b,兩者是線性相關(guān)的。如前述,以上關(guān)系意味我們可以采用進(jìn)一步簡(jiǎn)化汽輪機(jī)系統(tǒng)的模型(因?yàn)楹?jiǎn)化模型與詳細(xì)模型結(jié)果很接近)。
8 E8 \) h- Q* N9 g/ |      圖14是簡(jiǎn)化模型的低頻沖擊仿真結(jié)果。系統(tǒng)出力為90%額定功率,即366MW。電網(wǎng)頻率在25s內(nèi)降低了5%,和文獻(xiàn)【1】中馬來(lái)西亞電網(wǎng)事故情形相似。調(diào)速器首先對(duì)此做出反應(yīng),增加了燃機(jī)功率,導(dǎo)致輸出功率超過(guò)了額定功率,這也就導(dǎo)致排氣溫度上升。過(guò)了幾秒后,溫度控制的的IGV全開,減小了燃機(jī)出力,并且有效降低排氣溫度到整定值。后由于燃機(jī)減速導(dǎo)致空氣流量減小,最終的功率接近初始狀態(tài)。在整個(gè)過(guò)程中,汽輪機(jī)出力基本不變。
: g# x2 G0 S; `7 N6 T) z在設(shè)計(jì)階段,對(duì)全部甩負(fù)荷進(jìn)行了大量研究,因?yàn)樗麑?duì)于進(jìn)行電廠設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。甩負(fù)荷測(cè)試是通過(guò)解列電機(jī)實(shí)現(xiàn)的(此處tripping按理說(shuō)應(yīng)該是跳閘,但貌似試驗(yàn)不是這樣做的,請(qǐng)高手指點(diǎn))。在保持電機(jī)并網(wǎng)的情況下,部分甩負(fù)荷是很難實(shí)現(xiàn)的,這就像在孤網(wǎng)運(yùn)行模式下,由額外的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)組(要測(cè)試燃機(jī)對(duì)部分甩負(fù)荷的響應(yīng),就要在一個(gè)孤網(wǎng)中,通過(guò)一個(gè)可控制功率輸出的設(shè)備帶動(dòng)整個(gè)機(jī)組,并且還要保證機(jī)組本身的電機(jī)處在并網(wǎng)狀態(tài),簡(jiǎn)直就沒(méi)法干)。+ n4 d% @) @) a2 k8 j; F
      如圖15所示,是30%甩負(fù)荷。一甩負(fù)荷,轉(zhuǎn)速就迅速上升,調(diào)速器就減小了燃機(jī)燃料供應(yīng)。這就導(dǎo)致燃機(jī)排氣溫度降低,溫度控制關(guān)小了IGV,試圖維持排氣溫度。燃機(jī)升速控制使得MCV、IPAV、LPAV暫時(shí)關(guān)閉。由于功率減小沒(méi)有超過(guò)40%,負(fù)荷控制沒(méi)有動(dòng)作,負(fù)荷系數(shù)保持不變。由于調(diào)速器整定值調(diào)低了5%,速度最終穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速的101.5%。/ z( c6 }. V$ T1 i6 A
      如圖16所示,是70%甩負(fù)荷。一甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速就迅速上升。調(diào)速器就減小了燃燒室燃料供應(yīng),導(dǎo)致燃機(jī)排氣溫度降低,溫度控制關(guān)小IGV保證排氣溫度。同時(shí),由于甩負(fù)荷超過(guò)40%,負(fù)荷控制使得汽輪機(jī)處于全速空負(fù)荷狀態(tài)。MCV、ICV、IPAV、LPAV關(guān)閉。之后,ICV和LPAV打開,放空了汽缸中的蒸汽。同時(shí),負(fù)荷系數(shù)整定在100.3%空負(fù)荷值。轉(zhuǎn)速迅速下降到顯著低于額定轉(zhuǎn)速的水平。由于速度降低,調(diào)速器增加了燃料供應(yīng),溫度控制開打了IGV穩(wěn)定排氣溫度。由于調(diào)速器整定值調(diào)低,負(fù)荷系數(shù)整定為空負(fù)荷,最終速度穩(wěn)定在98.9%額定轉(zhuǎn)速。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制在整個(gè)仿真過(guò)程中沒(méi)有動(dòng)作。但在沒(méi)有配置負(fù)荷控制或者負(fù)荷控制失效的情況下,汽輪機(jī)速度控制可以遮斷燃機(jī),防止飛車。(70%甩負(fù)荷有超調(diào)現(xiàn)象了)6 s9 M+ m" V* P- C1 _
      在電網(wǎng)低頻沖擊下,多種控制有效、迅速的調(diào)整了燃機(jī)空氣流量、燃料供應(yīng)。模型響應(yīng)對(duì)于控制參數(shù)和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性非常敏感(告訴你要保證一個(gè)電站一個(gè)模型,保證參數(shù)準(zhǔn)確)。電網(wǎng)頻率波動(dòng)超過(guò)5%,低頻率保護(hù)、高頻率保護(hù)會(huì)導(dǎo)致燃機(jī)遮斷。在嚴(yán)重的電網(wǎng)頻率波動(dòng)沖擊下,不能想當(dāng)然的認(rèn)為相關(guān)控制系統(tǒng)可以有如在正常工況下的動(dòng)作,因?yàn)殡娋W(wǎng)頻率發(fā)生了變化。電廠在頻率波動(dòng)下的特性難以實(shí)測(cè)。因此,對(duì)于仿真結(jié)果要謹(jǐn)慎對(duì)待。0 g- x2 v, G% D/ B7 I: O% z
      在電網(wǎng)頻率異常的情況下,燃機(jī)響應(yīng)迅速并且其性能在機(jī)組整體性能中處于支配地位(主要是壓氣機(jī))。調(diào)速器和燃機(jī)溫度控制起到了關(guān)鍵的作用。燃機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的最大連續(xù)出力穩(wěn)定性和進(jìn)氣溫度(主要影響壓氣機(jī)特性)(對(duì)于機(jī)組響應(yīng)特性)是兩個(gè)很重要因素。負(fù)荷控制、燃機(jī)升速控制和汽輪機(jī)速度控制(對(duì)于機(jī)組響應(yīng)特性)也有影響。1 u* g6 q) v- Z# Q+ r
如上控制系統(tǒng)的整定值都是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的,因此,需要做測(cè)試進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)。最好有燃機(jī)制造商提供的變轉(zhuǎn)速、變進(jìn)氣溫度下的燃機(jī)特性曲線。
  J. Z; Y% Q+ K3 Z" f" _      汽輪機(jī)出力隨著燃機(jī)出力改變,汽輪機(jī)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)達(dá)100多秒(主要是由于回?zé)岘h(huán)節(jié)造成的)。所以本文模型可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化,將汽輪機(jī)簡(jiǎn)化為一個(gè)滯后環(huán)節(jié),呃,至少在本模型中可以。
3 V. {4 L* D. _' q2 b7 ?9 G7 A3 q" r6 t: t# ^# y- G

, r4 s0 E# @2 i" L, b      這篇論文主要就是想說(shuō)模型中的CCPP機(jī)組在部分甩負(fù)荷條件下,不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)解列,不會(huì)遮斷燃機(jī)。讀懂整個(gè)流程的關(guān)鍵點(diǎn)(以功率減小為例)在于:
! P( Z- |( x1 A% A% c' a: {      甩負(fù)荷導(dǎo)致速度上升,速度上升導(dǎo)致調(diào)速器減小燃油供給,進(jìn)而減小燃機(jī)總功率。(調(diào)速器伺服閥和有系統(tǒng)建模是比較麻煩的。)功率下降意味著渦輪進(jìn)排氣溫度下降。但系統(tǒng)的控制模式是保證渦輪排氣溫度穩(wěn)定。這時(shí)就關(guān)小IGV,進(jìn)來(lái)的冷空氣少了,燃?xì)獬鯗鼐蜕仙?。進(jìn)氣量小了,燃料少了,最終功率也就降了,功率平衡就實(shí)現(xiàn)了。
( l9 {9 q' h; H; }- O, z3 C  b3 G      作者列舉了馬來(lái)西亞電網(wǎng)瓦解事故。由于電網(wǎng)崩潰導(dǎo)致甩負(fù)荷。燃機(jī)作為調(diào)峰機(jī)組,首先自己不能在節(jié)骨眼上闖禍,其次在緊要關(guān)頭也不能趴窩??次闹兴鍪亲龅玫降?。這樣,至少在后續(xù)恢復(fù)電網(wǎng)供電時(shí)可以將其作為起點(diǎn)電站。而且在恢復(fù)電網(wǎng)供電中,往往會(huì)出現(xiàn)異常波動(dòng),比如用電大戶爭(zhēng)相啟動(dòng)。燃機(jī)能夠迅速適應(yīng)功率變動(dòng)的特性是的其可以改善電網(wǎng)品質(zhì)。從燃機(jī)自身安全出發(fā),渦輪進(jìn)氣溫度很重要,排氣溫度高了,渦輪前溫度就高,渦輪葉片受不了。所以要通過(guò)各種手段保證排氣溫度。甩負(fù)荷時(shí),機(jī)組不能超速。超速了就可能跳車,甚至可能飛車,這就什么都蝦米了。這篇論文通過(guò)建模仿真,揭示了文中那樣的機(jī)組在設(shè)定的條件下可以保證電機(jī)不解列,機(jī)組及時(shí)降低功率,維持運(yùn)轉(zhuǎn)。這是有意義的。因?yàn)槌R?guī)研究的全甩負(fù)荷意味著電機(jī)從電網(wǎng)解列,燃?xì)廨啓C(jī)自持轉(zhuǎn)動(dòng)。這篇論文還揭示了,可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的模型。這也是本文的貢獻(xiàn)之一,不管簡(jiǎn)化后你拿來(lái)干什么。
. D' f8 v) ?9 K6 v4 L. W3 f
4 s, V2 {, U6 g7 C# U8 _附錄1: 7 w) K$ L8 ~$ f" A: z3 ^" X
      CCPP系統(tǒng)的可能干擾:5 i4 `# \* I. Y, d8 M' |
電氣擾動(dòng)包括電氣短路、自動(dòng)重合閘、甩負(fù)荷及串連電容補(bǔ)償?shù)龋?font class="jammer">  g$ ^" X. K" b# u
機(jī)械擾動(dòng)包括不當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣方式、調(diào)速系統(tǒng)晃動(dòng)、快控汽門等。
7 c# k3 R  h# Z" [9 }" Z# q% o3 r. p, i5 ^& K( ?1 p; Z
附錄2:9 N+ _% q$ T: A% x2 c2 f
關(guān)于某燃機(jī)頻率異常下的情況。
1 X8 V9 R& j1 e3 R$ f      考慮到燃機(jī)運(yùn)行,輸出功率將隨壓氣機(jī)進(jìn)口溫度而減小,與壓氣機(jī)進(jìn)口溫度(100%功率)的運(yùn)行相比,輸出功率損失在30℃時(shí)約9%,在45℃時(shí)約20.5%,在50℃時(shí)約25%(對(duì)所有情況環(huán)境壓力和溫度相等),峰值負(fù)荷運(yùn)行不能用于所提供的燃機(jī)類型。/ z4 C" T+ u  T2 A$ ~
      頻率控制在不正常頻率的運(yùn)行
& n, J; T: P8 Z! A1 r9 d      在額定轉(zhuǎn)速的95%~103%范圍內(nèi),燃機(jī)運(yùn)行無(wú)任何限制9 ]0 X$ r1 }* H% }; L  M% m% Z+ g. U
      在額定轉(zhuǎn)速94%~95%或103%~104%間運(yùn)行時(shí),每種情況可持續(xù)20秒,否則當(dāng)燃機(jī)在正常運(yùn)行時(shí),發(fā)電機(jī)會(huì)從電網(wǎng)脫開,在這些范圍(即幾種情況)內(nèi)約運(yùn)行共30分后,必須對(duì)壓氣機(jī)和透平進(jìn)行檢查,在啟動(dòng)或在全速空負(fù)荷期間,如果運(yùn)行晨上述范圍燃機(jī)會(huì)遮斷。% j$ i, R6 `9 [3 @
      當(dāng)正常運(yùn)行期間,速度降到94%以下或升至104%以上,燃機(jī)發(fā)電機(jī)會(huì)從電網(wǎng)隔離。( F) f4 q" D* j1 \
      如果燃機(jī)速度在這些范圍保持10秒以上,且導(dǎo)致發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)掊開,燃機(jī)也會(huì)被遮斷。
  c$ k/ R/ E3 }' ~. {! k      在甩負(fù)荷時(shí),一般速度會(huì)達(dá)到最大104%,如果速度過(guò)到108%,燃機(jī)就會(huì)被遮斷,在正頻率反應(yīng)模式(只用于燃?xì)膺\(yùn)行),這些速度限制值也是有效的。燃機(jī)初頻率調(diào)節(jié)的功率窗取決于透平基本負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣溫度和部分負(fù)荷時(shí)透平進(jìn)氣溫度的差值。在投運(yùn)期間,可使視窗最佳化,在燃機(jī)額定基本負(fù)荷約60%~96%間時(shí),發(fā)生全頻率響應(yīng)。在56%~60和96%~100%間,頻率響應(yīng)受到限制,即使在燃機(jī)并網(wǎng),燃機(jī)基本負(fù)荷56%以下,也不能發(fā)生頻率響應(yīng),對(duì)頻率響應(yīng)模式,無(wú)時(shí)間限制。
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茉莉素馨 + 1 大俠好厲害
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2#
發(fā)表于 2013-11-21 21:38:30 | 只看該作者
牛逼

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