V94.3A型燃气轮机系统建模与控制性能研究

论文摘要

V94.3A型燃气轮机是上海电气电站集团从西门子引进设备的主要机型,其性能和可靠性在世界重型燃气轮机中处于领先地位。目前,该机组已转让的技术主要为制造技术,系统设计技术、热部件生产及控制系统的技术转让仍受到限制。本论文将针对该型燃气轮机,建立系统动态模型,进行系统动态性能仿真;搭建控制系统初步仿真模型,进行控制系统性能研究,为控制系统的自主化开发奠定基础。其主要工作如下:首先,根据燃气轮机各个部件的实际物理模型划分模块,根据各个部件的动态方程建立部件仿真模型,再由V94.3A型燃气轮机的工作原理以及各个模块输入输出值之间的对应关系,搭建系统模型,获得系统运行参数。其次,对V94.3燃气轮机的控制逻辑进行了研究,搭建了控制系统仿真模型。最后,对燃气轮机的动态响应特性进行了分析,设计了针对转速、负荷及排气温度的控制方案,对不同运行工况条件进行了仿真分析,验证系统控制性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 燃气轮机控制系统仿真的方法和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 小结
• 第二章 V94.3A 型燃气轮机模块化模型的建立
• 2.1 V94.3A 型燃气轮机概况及工作原理
• 2.1.1 V94.3A 型燃气轮机概况
• 2.1.2 工作原理及建模特点
• 2.2 模块化建模概述
• 2.3 传统模型
• 2.4 模块化模型
• 2.4.1 模块的划分
• 2.4.2 压气机模块
• 2.4.3 涡轮模块
• 2.4.4 燃烧室模块
• 2.4.5 纯容积模块
• 2.4.6 辅助模块
• 2.4.7 热力性质计算模块
• 2.4.8 系统模型
• 2.5 软件平台介绍
• 2.6 V94.3A 型燃气轮机系统仿真模型
• 2.7 小结
• 第三章 V94.3A 型燃气轮机控制系统基本框架
• 3.1 控制理论概述及PID 控制原理
• 3.1.1 控制理论概述
• 3.1.2 PID 控制原理
• 3.2 控制策略概述
• 3.3 V94.3A 型燃气轮机控制系统基本框架
• 3.3.1 测量值采集与信号处理
• 3.3.2 设定值的形成
• 3.3.3 主控制器和启动控制
• 3.3.4 选择逻辑和分配器
• 3.4 小结
• 第四章 V94.3A 型燃气轮机控制方案仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 V94.3A 型燃气轮机动态响应特性分析
• 4.3 负荷/转速控制器的设计与实现
• 4.4 排气温度控制器
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结及展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 下一步工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文