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汽轮机及其调速系统参数辨识与仿真校核研究

汽轮机及其调速系统参数辨识与仿真校核研究

作者：江效龙华北电力大学

学位级别：硕士

在实际研究中,汽轮机及其调速系统的数学模型和参数往往不被重视,但建立其准确的模型对电网的中长期稳定分析、频率性能控制和调速系统调试整定都具有非常重要的意义;通过汽轮机及其调速系统参数辨识,能够实现对控制系统的优化,提高控... 详细信息

在实际研究中,汽轮机及其调速系统的数学模型和参数往往不被重视,但建立其准确的模型对电网的中长期稳定分析、频率性能控制和调速系统调试整定都具有非常重要的意义;通过汽轮机及其调速系统参数辨识,能够实现对控制系统的优化,提高控制系统的品质,还可以对汽轮发电机组状态进行监测和故障进行诊断,因此,进行汽轮机及其调速系统参数辨识与仿真校核研究对整个电网的稳定及机组本身的安全都具有重要意义。论文的选题具有重要的实用价值和工程应用前景。本文首先阐述了中间再热凝汽式汽轮机的工作过程及内部原理,分析了其运行特点,利用系统动力学原理建立了其因果回路图和存量流量图。所建的系统动力学模型直观体现了汽轮机系统的本质,描述确切、复杂程度适当。其次,依据相关行业标准,深入分析研究了汽轮机及其调速系统现场试验的条件、方法和步骤,并对现场采集的数据进行了相关预处理;结合所建模型框架,分别采用改进粒子群算法和果蝇优化算法对汽轮机及其调速系统参数进行了辨识;此外,相对以往以集中参数辨识汽轮机参数的方法,本论文利用实测发电机电磁功率来还原无法直接测量的汽轮机机械功率,提出利用处理后的电磁功率来辨识汽轮机参数的新方法。为了能有效提升辨识效率,减轻设计工作者的负担,基于MATLAB GUI平台设计开发了一款用于汽轮机参数辨识的软件,集中汇总了两种辨识方法,并对不同电厂的两台典型机组的汽轮机参数进行了有效辨识。最后,对所有辨识结果进行了仿真校核研究。校核过程中考虑了发电机侧模型及锅炉主汽压力的影响,并且采用了一些有效措施简化了工作量。计算得到的所有仿真值与实测值之间的偏差均满足最新规程中的考核指标要求,从而证明了文中所使用的算法和方法的正确有效性,即证明了根据实测数据通过建模得到与实际系统特性一致的系统模型。

关键词：汽轮机调速系统系统动力学参数辨识仿真校核

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基于系统仿真的火电机组一次调频性能优化

热能动力工程 2016年第10期31卷 109-114,130页

作者：盛锴江效龙周年光宋海华国网湖南省电力公司电力科学研究院湖南长沙410007 神华神皖合肥庐江发电有限责任公司安徽合肥231555

火电机组的一次调频性能不仅对电网的安全稳定有重要意义,也关系到机组本身运行经济性。为实现机组一次调频性能的优化,通过系统辨识构建符合机组实际特性的汽轮机调节系统,并增加一个阀门流量非线性环节使模型结构更为真实。基于模型... 详细信息

火电机组的一次调频性能不仅对电网的安全稳定有重要意义,也关系到机组本身运行经济性。为实现机组一次调频性能的优化,通过系统辨识构建符合机组实际特性的汽轮机调节系统,并增加一个阀门流量非线性环节使模型结构更为真实。基于模型实现了对一次调频影响因素的量化分析,根据分析结果修正了阀门流量函数,增加主汽压力修正环节,基于鲁棒性考虑实现了对一次调频控制参数的重新整定,最终使机组一次调频功能设置更趋合理。实际机组的一次调频试验表明:不同负荷条件下,调整后机组负荷响应速度指标均能满足规程要求,故其一次调频性能是令人满意的。

关键词：汽轮机调节系统建模一次调频阀门流量特性主汽压力参数整定

基于PSASP和Simulink的汽轮机调节系统建模与仿真校核

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中国电力 2015年第2期48卷 1-6,26页

作者：盛锴魏乐江效龙寻新国网湖南省电力公司电力科学研究院湖南长沙410007 华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

汽轮机调节系统模型是电力系统稳定分析的基础数据,模型的准确性决定了电力系统分析的可靠性,因此需要对所建立的汽轮机调节系统模型进行仿真、校核以确保建模质量。针对实际火电机组的汽轮机调节系统具有较为复杂的协调控制系统、导致... 详细信息

汽轮机调节系统模型是电力系统稳定分析的基础数据,模型的准确性决定了电力系统分析的可靠性,因此需要对所建立的汽轮机调节系统模型进行仿真、校核以确保建模质量。针对实际火电机组的汽轮机调节系统具有较为复杂的协调控制系统、导致难于通过专业的电力系统计算程序(如PSASP)实现建模、仿真及校核的问题,提出了一种基于Simulink和PSASP的联合建模方法,利用Simulink的灵活性和PSASP的专业性,实现对汽轮机调节系统的建模及仿真校核。模型仿真及校核的结果表明,该方法能够建立较为精确的模型并满足仿真校核的要求。

关键词：汽轮机调节系统协调控制系统(CCS) 电力系统综合分析程序(PSASP) 联合建模仿真校核

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基于果蝇优化算法的汽轮机调节系统参数辨识

动力工程学报 2015年第7期35卷 556-561页

作者：江效龙魏乐盛锴闫媛媛彭双剑朱晓星华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003 国网湖南省电力公司电力科学研究院长沙410007

为了建立用于电力系统稳定计算的汽轮机调节系统的准确模型,通过现场试验的方法得到某电厂试验数据并进行了相关预处理,采用果蝇优化算法对该电厂汽轮机调节系统各环节的参数进行辨识,最后对辨识结果进行仿真校核,给出仿真曲线与实测曲... 详细信息

为了建立用于电力系统稳定计算的汽轮机调节系统的准确模型,通过现场试验的方法得到某电厂试验数据并进行了相关预处理,采用果蝇优化算法对该电厂汽轮机调节系统各环节的参数进行辨识,最后对辨识结果进行仿真校核,给出仿真曲线与实测曲线的对比结果,并计算出各误差指标.结果表明:所采用的果蝇优化算法适用于汽轮机调节系统参数辨识,经过仿真校核得到的模型与机组实际特性趋于一致,验证了该方法的实用有效性.

关键词：果蝇优化算法汽轮机调节系统参数辨识仿真校核

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典型主汽温度控制系统仿真研究及特性分析

湖南电力 2014年第6期34卷 5-9,21页

作者：马腾盛锴江效龙深圳市妈湾电力有限公司广东深圳518054 国网湖南省电力公司电力科学研究院湖南长沙410007 华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

本文通过对主汽温调节对象特性分析,利用Simulink建立变参数动态模型,并考虑了执行机构(汽温调节挡板)的开度与减温水流量非线性关系。对于串级控制、Smith预估控制和预测控制3种控制策略,分别进行仿真研究。最后总结分析各种控制策略... 详细信息

本文通过对主汽温调节对象特性分析,利用Simulink建立变参数动态模型,并考虑了执行机构(汽温调节挡板)的开度与减温水流量非线性关系。对于串级控制、Smith预估控制和预测控制3种控制策略,分别进行仿真研究。最后总结分析各种控制策略的控制效果及建议。

关键词：主汽温动态特性建模串级控制 Smith预估控制预测控制 Matlab/Simulink

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锅炉汽包水位的系统动力学建模

热力发电 2016年第1期45卷 65-69页

作者：魏乐闫媛媛江效龙侯君虹秦腾腾苑召雄华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003 神华神皖合肥庐江发电有限责任公司安徽合肥231555

为探究电站锅炉汽包水位的动态特性,使其在机组运行过程中能够保持在正常范围内,基于质量和能量守恒定律,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,从系统的运行机理出发,建立了汽包水位的系统动力学模型。并以河北清苑热电... 详细信息

为探究电站锅炉汽包水位的动态特性,使其在机组运行过程中能够保持在正常范围内,基于质量和能量守恒定律,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,从系统的运行机理出发,建立了汽包水位的系统动力学模型。并以河北清苑热电厂亚临界300MW机组锅炉为对象,在Vensim PLE环境下将所建模型与经典模型进行仿真对比分析。结果表明:汽包水位系统动力学模型与经典汽包水位模型仿真结果相近,且准确性较高;汽包水位系统动力学模型能够很好地表征系统内部的质量与能量的关系,具有适当的复杂度和层次清晰的结构。

关键词：锅炉汽包水位模型系统动力学质量能量因果回路图存量流量图

基于Nelder-Mead单纯形法的汽轮机调速系统参数辨识

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仪器仪表用户 2015年第1期22卷 32-34页

作者：戴晓江效龙吴成孙小林华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

为了建立汽轮机调速系统准确模型,需要对模型进行参数测试及辨识。根据建模导则推荐的汽轮机调速系统模型结构以及现场试验数据,采用具有算法简单、容易实现、对目标函数连续或可导无要求等特点的Nelder-Mead单纯形法对汽轮机调速系统... 详细信息

为了建立汽轮机调速系统准确模型,需要对模型进行参数测试及辨识。根据建模导则推荐的汽轮机调速系统模型结构以及现场试验数据,采用具有算法简单、容易实现、对目标函数连续或可导无要求等特点的Nelder-Mead单纯形法对汽轮机调速系统参数进行辨识,并对辨识结果进行了仿真校核。结果表明:所使用的Nelder-Mead单纯形法辨识出的汽轮机调速系统参数模型满足精度要求,验证了此方法的实用有效性。

关键词：汽轮机调速系统参数辨识 Nelder-Mead单纯形法仿真校核

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球磨机制粉系统的系统动力学建模与仿真

湖南电力 2015年第5期35卷 12-15,37页

作者：闫媛媛魏乐江效龙盛锴华北电力大学河北保定071003 神华神皖安庆皖江发电有限责任公司安徽安庆246005 国网湖南省电力公司电力科学研究院湖南长沙410007

本文基于质量和能量守恒宏观角度,分析了球磨机制粉系统对象的特性,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,提出了球磨机制粉系统的系统动力学建模方案。并将仿真曲线与传统模型的仿真曲线对比分析,验证了模型的准确性。... 详细信息

本文基于质量和能量守恒宏观角度,分析了球磨机制粉系统对象的特性,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,提出了球磨机制粉系统的系统动力学建模方案。并将仿真曲线与传统模型的仿真曲线对比分析,验证了模型的准确性。所建系统动力学模型结构层次清晰,繁简适当,可很好的贴近实际系统。同时,系统动力学可以为整个火电厂的建模和优化提供一种新的思路和方法。

关键词：球磨机制粉系统系统动力学因果回路图存量流量图建模与仿真

基于事件触发采样的无尾翼飞机自适应容错姿态控制

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1058-1066页

作者：禹志龙李颖晖裴彬彬段效聪张喆空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 中国人民解放军94657部队江西九江332024 中国飞行试验研究院陕西西安710089

针对具有通信带宽受限的无尾翼飞机姿态跟踪控制问题,考虑模型不确定、外部扰动及执行器故障的影响,提出一种基于事件触发采样与自适应的容错姿态控制方法。首先,在无尾翼飞机六自由度动力学与运动学模型基础上建立了面向控制的姿态控... 详细信息

针对具有通信带宽受限的无尾翼飞机姿态跟踪控制问题,考虑模型不确定、外部扰动及执行器故障的影响,提出一种基于事件触发采样与自适应的容错姿态控制方法。首先,在无尾翼飞机六自由度动力学与运动学模型基础上建立了面向控制的姿态控制模型。通过引入事件触发机制成功降低了控制器与执行器通道之间通信频率,缓解了总线的通信压力同时避免了Zeno现象的发生。然后,通过自适应的有界估计成功补偿了执行器故障及事件触发引起的采样误差的影响。最后,基于Lyapunov稳定性分析证明了所提出的控制方法能够保证系统所有信号一致最终有界。数值仿真结果表明,所提出的控制方法能够有效降低控制器的更新频率,同时实现无尾翼飞机姿态对于控制指令的跟踪。

关键词：无尾翼飞机姿态跟踪事件触发自适应控制容错控制