DSG型抛物面槽式太阳能热电站热力系统实时动态仿真模型研究

采用模块化建模方法研究了无蓄热装置再循环方式直接产生蒸汽型抛物面槽式太阳能热动力发电站(solar thermal power plant using direct steam generation in parabolic trough collectors filed,DSG-PTCs-STTP)热力系统动态仿真模型。依照守恒定律和热力学、传热学、流体力学等基本关系式,在一定简化条件下,研究了抛物面槽式聚光集热系统的聚光器、预热段、蒸发段、过热段及汽水缓冲分离器的数学模型,结合其他已有的仿真模型(如流体网络、汽轮机、凝汽器、除氧器、水泵、发电励磁等过程及设备模型等),建立了完整的DSG-PTCs-STTP热力系统实时动态仿真模型。仿真试验表明所开发的仿真模型能够正确反映研究对象热力系统动态特性和全工况运行过程,模型运算稳定可靠。可用于DSG-PTCs-STTP机组实时仿真系统的开发,还可为机组运行特性研究和控制系统验证提供良好的非线性对象模型。

自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制中的仿真研究

针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计出一种自抗扰控制器(ADRC),并给出了该控制器的参数整定方案。在电站STAR-90仿真平台上对ADRC和PID2个控制系统分别进行了主蒸汽温度控制系统的升负荷、加10%扰动和快速降负荷试验。结果证明,ADRC的控制效果,尤其是抗扰动的能力明显优于PID控制器。

变速恒频双馈异步风力发电机建模与仿真研究

变速恒频发电是一种全新高效发电方式,适用于风力发电等可再生能源开发利用。为了实现变速下调节系统的稳定性,根据双馈异步风力发电机原理,建立双馈异步发电机的数学模型,采用变速恒频风力发电机运行特点分析双馈异步发电机控制模型。在STAR-90仿真支撑平台上开发仿真算法,建立双馈异步发电机及其控制的仿真模型,通过仿真验证模型的有效性。仿真实验结果表明,模型能正确反映变速恒频双馈异步风力发电机的运行特性,对实际风电机组的仿真研究及运行分析具有参考意义。

OSG技术在变电站仿真中的应用

基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC++和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台,展现包含各种数据的动态的实体效果。用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验。最终该系统满足了变电站仿真培训的要求。

基于STAR-90风力发电场仿真系统研制

在STAR-90仿真支撑平台基础上,研制包括风能、风力发电机组、风电场电网在内的风力发电场全仿真系统。以兆瓦级变速恒频风电机组为主要仿真对象,开发基于STAR-90的仿真算法库,构建典型风电场仿真模型,开发风电场监控系统仿真软件及工具软件。在STAR-90强大支撑下,可以完成风电机组设备仿真算法研究、控制系统研究及仿真模型验证等任务,也可作为风电机组及风电场教学及培训的仿真平台。系统主要部分已研制完成,达到实用水平。

风电场仿真机研究与开发

介绍了对风电场仿真机的研究与开发。阐述了风电场仿真机的功能及构成,然后重点介绍了风速数学模型,风电机组数学模型、风电机组控制模型以及在STAR-90仿真支撑平台上仿真模型采用的建模方式;最后介绍了电网模型和风电场监控软件。风电场仿真机为全工况仿真机,可对学校教师和学生进行风力发电机组启停、正常运行和故障处理等全方位培训。

由OVATION画面自动建立电气仿真模型的研究

针对手动建模工作量大,容易出现人为错误,造成工作效率低下,建立的模型正确性差、可靠性低的问题,提出了一种新的电厂电气仿真模型的建立方法:利用现场的OVATION监控画面文件来自动生成电厂电气仿真模型。这种方法给电厂电气仿真建模带来了巨大的方便。

电力系统仿真中故障录波器的实现

在现有的电力系统仿真的基础上,进一步提出了故障录波器详细仿真的方法,并就实现的基本方法和思路进行了详细的阐述。电力系统仿真中加入故障录波器的仿真,对运行人员处理事故的能力必将起到很大的促进作用。

基于物理机理建模的抽水蓄能机组仿真研究

介绍了基于物理机理原则开发的STAR-90仿真支撑平台,并基于此平台建立了抽水蓄能机组全范围仿真系统中的水泵水轮机数学模型、发电电动机数学模型、励磁机数学模型以及限时调节控制方式和限压调节控制方式下的调节控制模型,并介绍了抽水蓄能电站各种运行工况及其相互间的转换;在STAR-90仿真支撑平台上动态运行上述模型得出了仿真结果,仿真结果与实际机组运行工况一致,完全满足抽水蓄能电站运行人员的培训要求。

基于工控机和热工站通信方式的激励式DCS仿真系统设计

结合具体仿真培训装置介绍仿真机系统的硬件配置和主要软件系统,并在此基础上构建了可进行电厂运行人员和热工检修人员培训的多功能火电机组激励式DCS仿真系统。在此仿真系统中设计了2种数据通信方式:基于热工站SEMAPI函数读写Infi90数据环路数据通信方式和工控机硬接线通信方式。在Star-90仿真支撑系统上实现了实际DCS控制系统和仿真控制系统各自单独运行和相互切换运行,达到了同时进行电厂运行人员和热工检修人员培训的目的。

一种新型的单相逆变器过流保护控制算法与仿真

单相逆变器运行时负载端突然短路会引起负载电流的急剧升高,从而击穿开关器件并对逆变器造成不可逆转的损坏。提出了一种新型的过流保护控制策略,改进的控制方法通过不断采样输出电流,当输出电流的有效值大于上限时,启动电流控制以防止过高的负载电流,并有效维持电流的正弦波形。在Matlab Simulink中建立了系统的仿真模型,仿真结果证明本控制算法可很好地防止过大的尖峰电流产生,保持了电流的正弦形状,是一种理想的过流保护控制方案。

三相电网瞬态稳定性分析建模与仿真

在同步旋转d-q-0坐标系下,建立了三相同步发电机发电及动态功率的数学模型,分析了同步电机运行时功率曲线上的稳定工作点以及不稳定工作点。利用面积判断准则,分析了电力传输系统故障后的瞬态稳定性以及返回稳定态运行的最大容许时间。以Matlab/Simulink软件为仿真工具,搭建了系统的仿真模型,仿真了系统的瞬态稳定性情况,仿真结果验证了理论的分析。

自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用研究

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后,大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数就可以实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上建立模块化的自抗扰控制器,进行了变负荷、10%扰动和RB试验。试验结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统对被控对象模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能。

基于GPRS的远程监控系统的研究与实现

设计了一种以单片机Atmega128A为控制核心,结合GPRS/GSM无线传输模块MC37I开发的无线数据终端,配合服务器及客户端软件构建了一种基于GPRS的远程监控方案。借助于无线数据终端和Internet,客户端能够对现场设备进行远程监视和控制。阐述了系统的总体方案,从硬件和软件两个方面具体介绍了无线数据终端的实现方法。

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器(ADRC)是通过改进经典比例积分微分(PID)控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷(RB)实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。

变速恒频风电机组有功无功控制分析

分析并建立了双馈异步发电机的数学模型;在分析双馈异步发电机有功功率、无功功率解耦控制的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案;最后在STAR-90仿真支撑系统上对该控制方案进行了仿真实验。仿真实验结果表明,该控制策略能够有效地实现双馈异步发电机功率的解耦控制,对实际风电机组的运行具有参考意义。

斩波串级调速系统谐波分析及电流振荡

斩波串级调速系统属于有应用前景的节能降耗技术,其核心部分采用电力电子装置,是入网电流的主要谐波源,同时消耗大量无功功率,对其谐波的分析与计算可被用来评估对电网的危害以及是否要加入补偿装置。从理论上详细分析斩波串级调速系统定、转子电流谐波,逆变两侧电流谐波,入网电流谐波及其特点,采用Graham-Schonholzer与Dobinson方法计算了转子及逆变阀侧、源侧电流谐波,并通过仿真实验验证了其正确性,阐明了斩波串级调速系统在特定转速附近引起的电流振荡问题。所提出的方法在指导补偿装置的具体设计以及避免入网电流振荡方面有一定的工程实用价值。

火力发电企业能耗评价与考核系统开发

我国火力发电降耗节能具有很大潜力,能耗评价与考核系统是挖掘电厂管理潜能、降低发电能耗的有效工具。在实时耗差分析与绩效考核系统基础上,开发了新的在线能耗评价与绩效系统,从能耗总体评价、能损控制点分析与优化指导、运行绩效考核等环节,全面管理节能运行,促使低能耗发电目标的实现。介绍了系统结构与功能,分析了能源损耗评价方法、节能目标值确定等关键问题,在Windows环境下完成系统开发。系统在某电厂投入试用,已取得初步成效,降耗节能效果明显。

发电厂实时耗差分析与绩效考评系统

用基准值和耗差分析结果实时指导运行,提高运行人员操控水平;用可控耗差对机组运行进行实时绩效考评,通过实时激励有效提高运行人员积极性,使监盘质量大幅提升,系统已在多个电厂使用,起到了提高电厂运行管理水平、降低电厂能耗、提高经济效益的作用。

Fuzzy自调整PID的Smith预估循环流化床控制系统

针对火电厂循环流化床锅炉燃烧控制系统的分布参数、非线性、时变,设计了Fuzzy自调整PID参数的Smith预估循环流化床控制系统。运用MATLAB对系统在多种工况下进行了仿真,结果表明所设计的控制系统在控制品质、鲁棒性方面明显优于常规的Smith预估控制系统。