Eco-Friendly Selection of Diesel Generator Based on Genset-Synchro Technology for Off-Grid Remote Area Application in the North of Quebec

For most of their energy requirements, greater part of remote communities and small islands around the world rely on imported fossil fuels. The economical cost of energy is therefore very high not only due to inherent cost of fuel, but also due to transportation and due to maintenance costs. One solution for saving fuel in a diesel generator is to allow the engine to operate directly in relation to the request for electrical load at variable speeds. Genset-Synchro Technology has developed an innovative variable speed?generator technology (patent pending) that allows applications where power demand varies widely to benefit from the new technology that maintains constant voltage and frequency while adjusting the generator stator speed to power demand. This paper will present an innovative approach for optimizing the energy production based from the fact that the structure that contains the stator windings of the generator is mounted on roller bearings, which allows its free rotation around the axis of the rotor, consequently stopping the stator structure from being static and aims to minimize the unit cost of electricity. Case study on application in remote area in the north of Quebec is described. A saving of 7%?-?9% on fuel consumption and greenhouse gas (GHG) under low winter ambient temperatures has been registered.

基于模型预测控制的双机组混合动力船舶能量管理研究

[目的]船舶柴电混合动力系统合理分配柴油机和电机输出功率,可大幅降低油耗和排放。针对传统混合动力能量管理策略的性能最优与运算实时的矛盾,提出采用模型预测控制(MPC)进行能量管理瞬时优化。[方法]首先,利用反向建模法搭建由双柴油发电机组、储能系统、岸电组成的客渡船混合动力系统能量流模型;然后,提出以油耗和电能消耗的总温室气体(GHG)排放为目标函数,在系统约束条件下可在线滚动优化求解的MPC能量管理算法,最终进一步进行了不同预测时域长度的灵敏度分析。[结果]仿真结果表明,MPC较传统规则控制方法可分别降低4.85%的燃油消耗量和3.54%的温室气体总排放。[结论]相比于传统的规则控制策略,MPC油耗低,温室气体排放少,且计算负荷较小,具有良好的实船应用潜力。

核电厂应急柴油发电机组调速系统故障分析

核电厂应急柴油发电机组调速系统作为安全级应急电源的频率控制系统的核心部分,对柴油发电机组的转速、功率等参数进行控制,确保其稳定运行和相应安全功能的执行至关重要。本文以某核电厂的应急柴油发电机组调速系统为例,结合典型的故障案例,对调速系统的功能定位、控制原理、工作模式等进行分析,并提出了合理可行的解决方案,同时可以为同类核电及其他发电项目提供参考。

PLC辅助下船舶柴油发电机转速控制研究

柴油发电机在运行过程中受到外部扰动时转速的波动幅度增大,影响发电机的输出稳定性和效率,因此,本文提出一种PLC(可编程逻辑控制器)辅助下船舶柴油发电机转速控制方法。根据柴油发电机的基本工作结构,对其各个部件的模型进行构建与分析。通过分析各部件模型得出的参数和特性,从静态与动态2个角度出发,选取船舶柴油发电机转速控制指标,包括静差率、超调量和动态降落。将上述指标与PLC程序逻辑结合,通过监测实时数据来判断当前状态,然后根据反馈信息调节控制参数,有效地控制柴油发电机的转速。实验结果表明,本文方法能够更加快速地调整柴油发电机的转速,并且受到外力扰动时能够迅速调整回归平稳运行状态,保证柴油发电机的长期平稳运转。

基于灰狼-粒子群算法的柴发机组节油优化

以变速柴油发电机组油耗率最低为优化目标,以指示热效率神经网络模型的柴油机平均值模型为燃油消耗率的计算基础,将柴油机转速上下限和功率限制线作为变速范围限制条件,对变速柴油发电机组在不同负荷工况下的节油转速进行优化。提出一种粒子群算法与灰狼算法相结合的混合算法,并用标准函数验证该算法的优势,表明其具有较均衡的全局和局部优化特性,更适合进行最低油耗率优化。优化计算结果表明:用电负荷越低,节油效果越明显;10%负荷时节油率可达30%以上,综合工况下节油率可达11.9%;采用该混合算法优化的转速能有效降低变速柴油发电机组的油耗率。

航站楼建筑自备柴油发电机组设计分析

本文依据若干航站楼的工程实践,通过对设计规范、保障容量、安装维护、运行控制等各方面的分析比较,对航站楼建筑自备柴油发电机组的设计应用进行了分析,以期在未来工程实践中得到更加可靠与合理的应用,也为同行在进行同类型设计时提供有益的参考。

双馈感应式风电场电网友好型功率控制系统技术改造

当前我国电网新能源装机渗透率高,迫切需要光伏电站、风电场深度参与电网调峰、调压,为此分析目前双馈感应式风电场功率控制系统结构复杂、功能重叠、信息传递环节多、故障率高、控制策略落后的现状,论证双馈感应式风电场进行电网友好型功率控制系统技术改造的必要性、可能性,提出包括优化系统结构、改进控制策略、简化通信网络、充分发挥双馈风电机组优良的有功/无功控制能力等各项改进措施,并以双馈感应式风电场功率控制系统技术改造实例加以说明,同时对新能源电站是否必须加装无功补偿装置进行讨论。性能验收试验表明,改造后的风电场功率控制系统无需配置无功补偿装置,其各项技术指标优于国家技术标准。该项技术的应用有利于电网的安全、稳定、经济运行,在新建风电场推广可降低造价昂贵的一次性投资,减少运行损耗,具有一定的社会效益和经济效益。

柴油发电机组假负载自动控制系统设计

鉴于柴油发电机组低载运行的危害性,给柴油发电机组配置了假负载,并设计了假负载自动控制系统;该假负载自动控制系统无需人工参与,能自动监测机组带载功率,并自动投入/切除假负载,有效地杜绝了机组发生低载运行情况;该控制技术应用于柴油发电机组,既满足了用户随意带载的要求,又确保了柴油发电机组安全运行,极具实用价值。

600 MW水轮发电机组集成化多冗余调速系统研究及应用

针对水轮发电机组调速器,提出集成化多冗余调速系统的研究方案,优化控制方式,增强系统稳定性与可靠性。创新性提出油压系统、机械控制系统、电气控制系统三合一的集成化运行方式。提出双冗余配置与三选二配置配合运行的控制方式,实现导叶位移传感器等装置的多位置、多冗余功能,大幅提高系统的容错能力和可靠性,保障机组安全稳定运行。

液压蓄能式风力机组并网转速解耦优化控制

针对在风速、同步发电机负载变化情况下,液压蓄能式风力机组并网转速控制问题,提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法(Decoupled Generalized Predictive Optimization Control, DGPOC).首先,DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系,进而调节蓄能器比例阀,依靠蓄能器吸收波动流量,同步调节变量马达摆角实现恒转速控制,解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题;其次,将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项,加入到优化目标函数中,求取最优控制量,从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率;最后,利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明:DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦,提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性,而且能够降低系统的能量损耗.

船舶柴油发电机组智能控制及优化

由于传统PID控制在复杂多变系统难以做到精确控制,因此结合PID控制与模糊控制策略应用于发电机组的调速系统与励磁系统,对船舶发电机组实现模糊PID控制。由于模糊控制的控制规则取决于人为主观经验,且模糊控制规则和隶属度函数需要大量实验与经验佐证,采取PSO粒子群算法对模糊PID控制中的隶属度函数进行优化。根据Matlab仿真平台模型搭建及分析,表明PSO粒子群算法优化后的模糊PID控制使得船舶柴油发电机组的调速系统与励磁系统更加优化稳定,具有良好的稳态与动态性能。

船舶柴油发电机转速控制系统设计

电力推进船舶通常采用柴油发电机组作为电力来源,通过电力驱动系统的电机。为了提高电力推进船舶的能源利用率,实现电力推进船舶的经济效益,针对船舶柴油机组的负载特性等进行柴油发电机的转速控制。本文首先建立柴油发电机的数学模型,结合柴发调速系统和PID控制技术,设计针对船舶柴油发电机的转速控制系统,并结合Matlab-Simulink平台进行了转速控制系统的仿真验证。

基于卷积神经网的柴油发电机组转速控制系统设计

柴油发电机组的转速波动会导致供电电压和频率波动,影响用电设备使用效能和电能质量。为达到有效实现转速控制的目的,该文设计了基于卷积神经网控制模型的柴油发电机组转速控制系统。系统硬件结构包括转速控制器、供油执行器和传感器。通过信号采集与预处理,获取柴油机各个部位控制量的变化范围;基于卷积神经网络实现一维信号向二维灰度图像的转换;建立柴油发电机组转速控制模型。经实验论证分析,该文系统执行器的静态特性稳定,与其它系统对比,动态性能更优。

在线频率分析下的300 MVA脉冲发电机高压变频器自适应调速方法

300 MVA脉冲发电机高压变频器自适应调速能力过差会降低发电机组同步控制驱动能力,为了使300 MVA脉冲发电机高压变频器在阶跃负载时能快速、精确地调节至目标转速,提出在线频率分析下的300 MVA脉冲发电机高压变频器自适应调速方法,该方法通过分析300 MVA脉冲发电机工作原理,结合高压变频器技术特点建立高压变频器数学模型,并利用ModBus通信协议建立二线式连接通路,采集实际工况下模型实时数据。利用时频分析法优化数据,并将优化数据作为语言变量输入PID控制器,根据控制器输出的控制信号,实现300 MVA脉冲发电机高压变频器自适应调速。实验结果表明,所提方法调速效率高、调速精度高。

新型核电应急柴油发电机组调速控制器开发与试验

针对核电应急柴油发电机组开发一种新型调速控制器。在分析控制功能需求的基础上,开展总体方案设计、硬件设计、软件开发及配机试验。为了验证调速控制器的功能及性能,分别进行怠速启动试验、额速启动试验、在有速降模式下的稳态负荷试验、在无速降模式下的稳态负荷试验和在无速降模式下的快速变载试验。配机试验结果表明该调速控制器功能完善、性能良好,具有一定的应用前景。

核电站应急柴油发电机满负荷带载试验调速策略探究

柴油发电机满负荷带载试验是检验应急柴油发电机在核电厂事故期间的加载性能,其中带载负载采用5 s一个工步的分步带载方式启动。为解决华龙一号柴油发电机满负荷带载试验验收结果不合格的问题,提出了调整带载负荷步序的解决方案,并基于MATLAB/Simulink仿真软件验证方案的可行性,为后续类似的调试提供借鉴,提高调试效率。

柴油发电机组非线性H_2/H_∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性.船舶电站柴油机调速系统是一个非线性控制系统,为了分析系统的动态特性,首先建立柴油机调速系统的非线性数学模型,然后以此为基础设计非线性H2/H∞速器.将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发电机组调速器的设计,把系统的性能要求转化为标准H2/H∞控制问题,获得了柴油机非线性H2/H∞转速控制律.计算机仿真结果表明,设计的非线性H2/H∞调速器有效地提高了系统的动态精度和抑制扰动的能力,改善了船舶电力系统频率的稳定性.

变速变距风力发电机组整机协调控制策略研究

针对变速变距机组的转矩控制、桨距控制以及整机的协调控制进行了研究。首先,通过模态线性化过程建模被控对象;然后针对机组运行的工作区域进行划分,并研究各区域的主要控制策略,主要针对区域2的PID转矩控制和区域3的桨距控制进行策略阐述,在此基础上,对整机的协调控制策略规则进行阐述;最后进行整机控制的仿真和试验结果分析。

变速恒频风力发电系统变桨距智能控制

大型变速恒频风力发电系统通常采用变桨距控制技术,保证额定功率点以上输出功率平稳和机组安全,但风机的强非线性和较大的转动惯量导致了变桨距控制的困难,单纯的模糊控制和PID控制都不能取得良好的控制效果.针对这一问题,提出了变速恒频风力发电系统模糊PID-PID双模变桨距控制策略,系统根据工作状况随时调整控制模式及参数.仿真表明,在该控制策略作用下,当风速在额定值以上随机变化时,转速能较好地稳定在额定值附近,具有结构简单、可靠性高、动态响应好、适应性强、控制精度高的优点,同时避免了变桨距执行机构的频繁动作,减小了变桨距执行机构的能量消耗,延长了其使用寿命.

基于粒子群算法的PID调速系统的研究

PID控制器是一种广泛应用于工业生产过程的控制器。由于传统的PID参数整定耗时费力,且一些复杂系统存在一定的非线性和滞后性,使得PID参数整定有一定的难度。针对这一问题,提出了一种改进的PSO优化算法(IPSO),并将IPSO算法应用于海洋钻井平台电站柴油发电机组PID调速器的参数寻优中,以柴油发电机组转速偏差的ITAE指标作为该算法的目标函数。仿真结果显示了IPSO算法对PID参数整定的可行性。该算法改善了系统的动态特性,减小了系统振荡,提高了系统的响应速度。