发电用燃气轮机的非线性数学建模及稳定性分析
燃气轮机使用NARMAX结构的整体非线性建模
燃气轮机使用NARMAX结构的整体非线性建模本文探讨了燃气轮机使用NARMAX技术的整体的非线性模型。
首先，研究了用小信号数据估计的线性模型，确定了整体非线性模型的条件。
然后，在时间和频率范围内执行发动机非线性特征的非参数分析。
线性建模和非线性分析得到的信息被用来限制非线性建模的研究空间。
用大信号数据确定了非线性模型，与线性模型相比较说明了它的优越性能。
本文阐述了如何结合周期性实验信号、频率范围分析和识别技术、时间域NARMAX建模来增强飞行器燃气轮机的建模。
简介燃气涡轮最初是设计用来做飞行器动力装置的，但现在广泛应用于航空，航海和工业设备。
随着工业设备的广泛和快速发展，发动机的建模是一个很重要的过程。
在发动机整个寿命过程中，发动机的发展和运转都需要对燃气轮机进行建模。
设计控制系统能帮助建模，一旦确定模型和发动机的真实数据相匹配，对模型参数的物理解释也就能的得出来了。
这样就能检验对发动机特性的最初设想。
这篇论文说明的是燃油流量与航空燃气涡轮动力轴转度之间的关系。
轴的转速是燃气轮机的一个重要输出量，根据轴的转速，能计算出燃气轮机的内压和推力。
现代燃气轮机一般有两根传动轴，一根是用来连接高压压气机和高压涡轮的，另一根是用来连接低压压气机和低压涡轮的。
文章中提到的罗尔斯罗伊斯公司斯贝MK202发动机就是这样的一种双轴发动机。
尽管这款发动机已不再使用，但斯贝与类似于使用于欧洲战机的EJ200发动机有相同的特性。
Evans最近研究发动机的主要工作就是通过用小振幅信号和用频域技术来确定高精度的线性模型。
对于这些小信号模型，我们认为由噪音和非线性所引起的误差非常小，并且研究结果也发现误差确实很小。
此技术也被用来评估模型在不同工作点时的工作状况。
在DERA中，以海平面静态为条件收集数据。
在振幅达到稳定状态燃油流量的±10%时使用多重正弦和IRMLBS（±10%W f）。
然而，所有物理系统都或多或少不是线性的，这就要求用一个更完整的非线性模型来描述燃气轮。
燃气轮机热力性能模型构建与分析
燃气轮机热力性能模型构建与分析燃气轮机作为一种被广泛应用于发电和航空航天领域的动力装置，其热力性能模型的构建与分析是提高轮机性能和运行效率的关键。
在本文中，将从热力学基础、模型构建和性能分析三个方面探讨燃气轮机热力性能模型的相关内容。
首先，我们来了解燃气轮机的热力学基础。
燃气轮机是一种通过燃料的燃烧产生高温高压气体，驱动涡轮旋转，并通过轮子和压气机将其中的能量转化为功的装置。
其中，热力学循环是描述燃气轮机工作原理和性能的理论基础。
常见的燃气轮机热力学循环包括布雷顿循环和雷诺循环。
布雷顿循环是燃气轮机的基本循环，通过喷燃器燃烧燃料，产生高温高压气体，驱动涡轮旋转；而雷诺循环是一种改进的循环，通过采用再热和冷却技术，进一步提高燃气轮机的效率。
其次，我们将讨论燃气轮机热力性能模型的构建。
燃气轮机的热力性能模型是描述其工作过程和性能参数的数学模型。
通过构建准确的模型，可以有效地预测和优化燃气轮机的性能。
燃气轮机热力性能模型的构建涉及到多个方面，如气流、燃烧和传热等过程的建模。
例如，气流模型可以利用欧拉方程和质量、能量守恒定律来描述气体在转子和定子之间的流动；燃烧模型可以利用化学反应动力学和热释放率等参数来描述燃烧过程；传热模型可以利用传热方程和流体力学分析来描述燃气轮机中的热传递过程。
最后，我们将对燃气轮机热力性能模型进行分析。
通过对热力性能模型的分析，可以评估燃气轮机的性能，优化其工作参数，以实现更高的效率和功率输出。
热力性能模型的分析主要包括两个方面：一是对燃气轮机循环参数的分析，如进气温度、压缩比、放大比等，这些参数直接影响燃气轮机的效率和功率输出；二是对燃气轮机实际运行数据的分析，通过对实测数据的对比和统计分析，可以评估燃气轮机的实际性能和运行状况。
通过对模型分析的结果，可以及时发现问题，采取相应的措施进行调整和改进。
在实际应用中，燃气轮机热力性能模型的构建和分析是一个复杂而细致的工作。
需要深入理解燃气轮机的热力学原理和工作过程，掌握相关的建模和分析方法。
燃气轮机叶轮非线性瞬态温度场的边界元分析
燃气轮机叶轮非线性瞬态温度场的边界元分析
姚寿广
【期刊名称】《航空动力学报》
【年(卷),期】1996(11)2
【摘要】首先采用克希荷夫变换将包含变物性及混合和辐射边界条件的热扩散方程转换成线性方程，进一步由加权余量法和离散化将方程转变成边界元方程组。
用所开发的二维线性—非线性瞬态温度场边界元程序分析计算了燃气轮机叶轮起动工况下的非稳态温度场，与有限元数值计算结果比较表明，边界元法应用于这类非线性工程问题的分析是可靠、初始精度高，数值稳定性好及计算输入数据简单等优点。
【总页数】4页(P185-188)
【关键词】燃气轮机;温度场;边界元;叶轮
【作者】姚寿广
【作者单位】华东船舶工业学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK474.7
【相关文献】
1.对流换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析 [J], 许杨健;涂代惠
2.边界元法用于含有相变的三维瞬态温度场分析 [J], 尚晓天;李鸿宝
3.非线性平面瞬态温度场的边界元分析 [J], 姚寿广;朱德书;孔祥谦
4.轴对称回转体瞬态温度场边界元分析 [J], 朱德书;姚寿广
5.热管中分析带相变运动界面瞬态温度场的边界元方法 [J], 卢文强;李淑芬
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基于MATLAB的微型燃气轮机发电系统的建模与仿真
独立运行和并网模式下微型燃气轮机的建模与性能分析Modeling and Performance Analysis of Microturbine in Independent Operation and Grid -Connection ModeABSTRACT:The microturbine generation system will be the most widely used distributed generation in the near future. According to the dynamic characteristics of the Microturbine system, a mathematic model which treats the Microturbine and its electric system as a whole is built. Further researches on the basic control of the Microturbine system are presented. The dynamic characteristics of the Micro gas turbine system are emphasized, especially the characteristics of the load disturbance. Simulation results demonstrate the model is coordinate to the real Microturbine system. The general purpose of this project is for further researching thermodynamic engine control of the Microturbine and giving the basic resources to corresponding control of inverter control of generator electric side.KEY WORDS：distributed generation; microturbine; modeling; simulation; PWM摘要：微型燃气轮机发电系统是一种具有广泛应用前景的分布式发电系统。
非线性动力系统数学建模与分析
非线性动力系统数学建模与分析非线性动力系统数学建模与分析是一项复杂但重要的研究领域，其在许多科学和工程领域中都具有广泛的应用。
本文将对非线性动力系统的数学建模方法和分析技术进行介绍和探讨。
首先，我们来了解什么是非线性动力系统。
非线性动力系统是一类与时间相关的演化方程，其特点是其行为无法简单地由线性方程描述。
这类系统在物理、化学、生物等领域中经常出现，例如混沌系统、生态系统、自然振动等。
与线性系统不同，非线性动力系统的演化过程更加复杂和多样化，需要采用不同的数学方法进行建模和分析。
数学建模是理解和揭示非线性动力系统行为的重要方法。
在数学建模过程中，我们需要从实际问题中提取关键因素和变量，并根据物理规律和经验进行适当的假设和简化。
然后，我们可以利用微分方程、差分方程、离散映射等数学工具对系统进行描述，并得到一组模型方程。
这些方程可以是一阶或高阶的，可以是确定性的或随机的，取决于具体的系统。
通过数学建模，我们可以定量地研究系统的稳定性、周期性、混沌性等特征。
在分析非线性动力系统时，我们可以采用各种数学方法和技术。
其中一种常用的方法是定性分析，即通过对系统进行解析或数值计算，来确定系统的稳定点、周期点、极限环等。
这可以帮助我们理解系统的基本行为和动力学特性。
另一种常用的方法是定量分析，即通过计算和模拟，来得到系统的定性和定量的结果。
这包括利用数值方法解微分方程、差分方程或离散映射，以及使用计算机模拟混沌和复杂系统的行为。
同时，我们还可以使用各种动力学工具和指标，如李雅普诺夫指数、相图、分岔图等，来帮助分析和理解系统的演化过程。
除了数学工具和技术，非线性动力系统的建模和分析还需要考虑到系统的参数估计和模型验证。
这些过程可以通过实验数据的采集和处理来实现。
在参数估计中，我们可以利用系统观测数据和统计方法，通过最小二乘法等技术对模型中的参数进行估计。
然后，我们可以使用验证方法来检验模型的可靠性和适用性，如残差分析、模型比较等。
燃气轮机系统的建模与仿真
燃气轮机系统的建模与仿真燃气轮机是一种高效可靠的能源转换设备，可以广泛应用于发电、飞行、航海等领域。
燃气轮机系统由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮机等。
为了更好地设计、优化和控制燃气轮机系统，建立燃气轮机系统的模型并进行仿真是非常重要的。
一、燃气轮机系统的建模方法1. 基于物理学原理的建模方法这种建模方法基于燃气轮机系统的物理特性，通过对控制方程和能量平衡方程的建立，得出燃气轮机系统的数学模型。
这种方法的优点是能够准确地反映燃气轮机系统的物理特性，但是需要大量的计算和模型参数的确定，适用于研究燃气轮机系统的基本特性。
2. 基于统计方法的建模方法这种建模方法基于大量的实验数据，通过对实验数据的分析和处理，建立燃气轮机系统的统计模型。
这种方法的优点是不需要精确的物理特性和模型参数，可以通过实验数据进行建模，但是需要大量的实验数据和数据分析技能。
3. 基于神经网络的建模方法这种建模方法基于神经网络的模式识别能力，通过对燃气轮机系统的输入和输出数据进行学习，建立燃气轮机系统的神经网络模型。
这种方法的优点是能够学习系统的复杂非线性关系，但是需要大量的学习数据和神经网络模型的优化。
二、燃气轮机系统的仿真方法1. 基于模型的仿真方法这种仿真方法基于燃气轮机系统的数学模型，通过数值模拟的方法，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是可以对燃气轮机系统进行全面的仿真和测试，但是需要精确的物理模型和大量的计算资源。
2. 基于实验数据的仿真方法这种仿真方法基于实验数据的统计模型，通过对实验数据的模拟和处理，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是可以通过实验数据进行仿真，但是需要大量的实验数据和数据分析技能。
3. 基于混合方法的仿真方法这种仿真方法综合使用基于模型和基于实验数据的方法，通过建立精确的数学模型和处理实验数据，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是综合了两种方法的优点，可以比较准确地进行燃气轮机系统的仿真。
燃气轮机系统建模与性能分析
燃气轮机系统建模与性能分析摘要：燃气轮机机组具有超强的北线性，人们掌握它的具体实施工作过程运行规律是很难得。
在我过电力工业中对它的应用又不断加强。
为了更加透彻的解决这个问题，本文将通过建立燃气轮机机组系统建模及模拟比较研究机组设计和运行中存在的问题，从而分析它的性能。
关键词：燃气轮机；系统建模；性能1模拟对象燃气轮机的物理模型在标准IS0工况条件(15℃101.3kpa及相对湿度60%)下，压气机不断从大气中吸入空气，进行压缩。
高压空气离开压气机之后，直接被送入燃烧室，供入燃料在基本定压条件下完成燃烧。
燃烧不会完全均匀，造成在一次燃烧后局部会达到极高的温度，但因燃烧室内留有足够的后续空间发生混合、燃烧、稀释及冷却等复杂的物理化学过程，使得燃烧混合物在离开燃烧室进入透平时，高温燃气的温度己经基本趋于平均。
在透平内，燃气的高品位焙值(高温、高压势能)被转化为功。
1.1燃气轮机数值计算模型与方法本文借助于 GateCycle软件平台，搭建好的燃气轮机部件模块实现燃气轮机以上物理模型的功能转化，进行燃气轮机的热力学性能分析计算的。
在开始模拟燃气轮机之前，首先对燃气轮杋部件模块数学模型及计算原理方法进行简单介绍。
1.2压气机数值计算模型式中，q1、q2、ql分别为压气机进、出口处空气、压气机抽气冷却透平的空气的质量流量；T1*、 p1*分别为压气机进出口处空气的温度、压力；T2*、 p2*分别为压气机出口处空气的温度、压力ηc 、πc分别为压气机绝热压缩效率，压气机压比γa 为空气的绝热指数；ρa为大气温度；∅1为压气机进气压力损失系数ιcs 、ιc分别为等只压缩比功和实际压缩比功i*2s、i*2、i*1分别为等只压缩过程中压气机出口处空气的比焓，实际压缩过程中压气机出日处空气的比烩和压气机进日处空气的比焓；当压气机在非设计工况下工作时，一般计算方法是将压气机性能简单处理编制成数表，通过插值公式求得计算压气机的参数，即在压气机性能曲线上引入多条与喘振边界平行的趋势线，这样可以把压比，流量，效率均视为平行于喘振边界的等趋势线和转速的函数。
燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法
燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法第28卷第14期1082008年5月15日中国电机工程ProceedingsoftheCSEEV o1.28No.14May15,2008@2008Chin.Soc.forElec.Eng文章编号:0258—8013(2008)14—0108—04中图分类号:TK39文献标识码:A学科分类号:470.20燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法夏迪,王永泓(上海交通大学机械与动力工程学院,上海市闵行区200240) GradientCalculationinNonlinearComponentFaultDiagnosisofSingle-shaftGasTurbine XIADi,W ANGY ong—hong(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,MinghangDistrict,Sha nghai200240,China)ABSTRACT:AnonlinearmethodforgaspathanalysiswaspresentedforPG9171Egasturbine.Itusednonlinear techniquestodeterminethevaluesofhealthparameters.wim thehelpofasuitablyformulatedenginesimulationmode1. Tookparameterdeviationsasindependentparameters,the differencesbetweenmodeloutputsandmeasurementsasobject, anobjectfunctionwasbuilt.Gradientmethodwasusedto processtheobjectfunction.Forthepurposeofreducingcomputationalworkload,differenceshavebeenusuallyusedingradientmethodtosubstitutepartialderivatives.Nonetheless, theapplicationshowedthatthissubstitutionwouldinduceabig elror.Thereby,threepointcalculatingmethodwasproposedto calculatepartialdifferentialvalues.Theresultshowedthatthis newmethodcouldsignificantlyincreasetheaccuracyof nonlineardiagnostics,andthecomputationalworkloadwasnot jncreased.'KEYWORDS:nonlinear;gasturbine;faultdiagnosis; gradientcalculation摘要:针对PG9171E型单轴发电用燃气轮机,建立了一套非线性故障诊断方法.该诊断方法主要由两部分组成:燃机仿真模型和故障诊断目标函数.在对目标函数的优化计算过程中采用了梯度法,梯度在数值上等于目标函数对各自变量的偏微分值的负数.为了减少计算量,传统方法常用差分值代替偏微分值,但实际计算过程中发现,用差分代替偏微分会给计算结果带来不可忽略的误差,而且该误差无法通过增加计算次数消除.文中采用三点拟合的方法近似地求取目标函数的偏微分值,实际应用显示该方法并不会明显增加计算量,但却较大地提高了非线性故障诊断方法的精度.关键词:非线性;燃气轮机;故障诊断;梯度计算O引言.目前国内有大量PG9171E型燃机用于电厂发电,其中不少已运行多年.对这些燃机应用基于热参数的故障诊断方法[1-41将有助于了解其部件故障情况,对于电厂的安全生产至关重要.基于热参数的故障诊断方法有很多种【5西】.本文以PG9171E型燃机为例,介绍一种以仿真模型和目标函数为基础的非线性故障诊断新方法,用三点拟合的方法求解目标函数的偏微分值.该方法修正后可以适用于其他燃机.1PG9171E型燃机故障诊断目标函数建立PG9171E型燃机的输出功率为113.79MW,由多级轴流压气机,14个燃烧室,3级燃气透平组成.为建立非线性故障诊断方法,必须先建立机组无故障时的压气机和透平部件特性.压气机特性现有基线估算方法【7】在建立时未包含高压比压气机实验数据,故一般只适用于压Lgd,于11的压气机特性估算,而PG9171E型燃机的压气机压比已超过11;为解决这个问题,在压气机特性计算过程中提出分段计算法.通过分段计算法,高压比压气机特性被分成2个低压比压气机特性进行计算,最后将2部分特性重组后即可得到精度较高的高压比压气机特性.建立透平特性时应用的是王永泓教授提出的逆向柯特略尔估算法【8】,该方法通过逆向计算,提高了用柯特略尔估算法计算透平特性的精度.通过上述2方面的改进,并根据试验数据进行校核,建立了一个精确的燃机仿真模型.给定压气机和透平特性,给油量,入口温度,入口压力和转速,仿真模型就可以计算出机组上相应测点的测量参数估算值【9刚,计算比较结果见表1.其中^为燃机功率,为透平排气温度,尸2为压气机出口压力.从表1可以看出仿真模型的精度达到实用要求.第14期夏迪等:燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法表1计算参数与实测参数比较Tab.1Comparisonofmeasurementandcalculationvalues根据PG9171E型燃机的仿真模型可以建立起一套故障诊断目标函数Y--F(X)[11-14].此处作为自变量部件特性调整系数X=【6,8qc,6G;,6],其中6为压气机流量调整系数%(例:当6=一1时即压气机流量下降1%);8rlc为压气机效率调整系数,%;8GT为透平流量调整系数,%;6珊为透平效率调整系数,%;应变量为Y=(ST=x100)+(ST4xa00)+(Sx~xl00)+(6ⅣExloo) 式中:6=(一)/;6=(一巧)/巧;6=(一)/;6ⅣE=(NE—NE)/N*e;磊为压气机压比;上标为故障机组的实测参数,无上标的为仿真模型输出参数.相同的运行环境下,给定不同的就可以通过仿真模型得到不同的输出值M=[T2,T4,,],和不同的目标函数值】,[.2三点拟合法在故障诊断目标函数求解过程中的应用采用梯度法Il20作为多变量目标函数y=的无约束极小值求解方法.梯度法也叫最速下降法,是用来求多个变量函数极值问题的最早的一种方法,也被证明为最简单有效的一种方法.梯度法的基本想法是让自变量按某一梯度和步长变化, 以达到目标函数值下降的目的.其计算步骤为:任给一个初始自变量叭,计算梯度【U和步长;从∞出发求得F㈤的第1个极小近似点J=.J+;再以l】为起点,重复上述过程求得的第2个极小近似点J=∞+1S(1J….,直到目标函数值达到要求为止.由上述计算步骤可知,梯度法中最为关键的是梯度S和步长.给定P为自变量U】的向量增量,则在U】处的一阶Taylor展开为F'.+P)=F'.)+VF(X'.)P(1)式中:,器,,器r.,～a(G:)∽a(却c)''a(G;)'.)a(却)'VF)P=IIVF(X(.))II.1IPlI~os(VF(X),p).当(VF(X(0),p)为180.时,F)在'.点附近下降最快,所以P的方向取一VF∞'),即梯度(0):一VF(X(.).在传统计算方法中,,a(aG~)—aF(—X),,各值的求取往往采用差分a(8r/c)'a(6)a(8r/r)……～一"….法以减少工作量.实际应用过程中发现非线性诊断方法的计算精度会由于差分法中给定的差分步长不同而不同,一般是差分步长越大,计算误差越大. 为了减少误差,差分步长往往只能选取0.1%,小步长使得差分结果很容易受仿真模型本身的计算误差影响[21-22].为了解决这一问题,本文用三点拟合方法来代替差分法.以—aF(—X)的求解为例,假定某一状态下a(8Gc)8Gc=A,此处的三点拟合法即在677c,6,8r#不变的情况下,计算8Gc在A+I,A,A一1三点时的值;然后用二次拟合方法归纳出值与8Gc值的函数~o(SGc),在8Gc处对6)求导,即可求得旦在6处的精确解.a(8Gc)差分法每计算1个差分值需要运行2次仿真模型,而三点拟合法需要运行3次.但实际应用结果显示由于应用三点拟合法,梯度计算的精度得以提高,目标函数的整体求解时间与差分法基本相同. 已知初始点.和梯度(们,可建立步长求解公式:)=F'.+s'.)(2)其中)的极小点可作为U】点的增量步长.给定目标函数值的精度要求e=O.01,则可求解目标函数.3差分法与三点拟合法的应用与比较根据1,2节所提供的模型和方法,可以建立一套基于热参数的单轴燃气轮机非线性故障诊断l1O中国电机工程第28卷程序[2.通过燃机仿真程序可以计算出不同故障情况下的可测热参数值,将所得可测热参数值作为输入量,就可以通过非线性故障诊断程序得到部件故障诊断结果.给定PG9171E型燃机运行8年后的故障部件特性(6G二一4.92%,6c=一1.13%,6一4.49%, 6—O.9%),模拟真实燃机复合故障.图1是给定复合故障值与诊断结果的比较,其中差分法的步长为非线性诊断中常用的差分步长1%.可以看出与三点拟合法相比,差分法会导致求解精度的大幅度降低.而非线性故障诊断方法的最大优点就是精度高,所以差分法在非线性故障诊断求解过程中是不可取的.图2显示了分别应用差分法和三点拟合法后目一4鞘一26666部件特性图1复合故障诊断结果比较Fig.1Comparisonofdiagnosticresultsandgivenvalues 1284迭代次数(a)目标值衰减过程比较迭代次数(b)求解精度较高时的目标值比较图2目标值示意图Fig.2yatdifferentiterativestep标函数值的衰减情况.从图2(a)可以看出,当差分步长为1%时,目标函数值最终将停留在2.4左右而无法继续下降.通过放大图2(a)中阴影部分(见图2(b))可以看出,即使将差分步长减少至0.1%,其目标函数值仍最终保持在0.02左右,无法达到=0.01的精度要求;而用三点拟合法则可以通过增加迭代次数不断降低目标函数值,直至其小于0.01.由图2可以看出,差分法通过减少迭代步长来增加计算精度.但是当精度要求较高时,即使将差分步长减少至仿真模型所能达到的极限,也不能完全满足非线性诊断方法的诊断精度要求.为此,在非线性诊断方法中应该尽量使用三点拟合法来计算梯度,而非差分法.4结论应用结果显示,即使将差分步长缩小至仿真模型计算精度的极限,采用差分法的非线性诊断方法也达不到给定的精度要求.为了克服这一问题,本文提出用三点拟合法求解偏微分值.虽然该方法要比差分法多运行一次仿真模型,但其每次计算所得的梯度都更精确,因此总的计算量并没有增加.基于PG9171E型燃机的应用结果表明,三点拟合法的应用可以使非线性诊断方法的诊断精度超过应用差分法时的精度极限,并可通过增加迭代次数进一步得以提高.本文提出的方法为基于热参数的燃机非线性故障诊断提供了一种求解思路.参考文献[1]LiYG.Performance-analysis-basedgasturbinediagnostics:A review[J].JournalofPowerandEnergy,2002,216(5):363-377.【2】BiagioniL,CinottiR,DAgostinoL.Turboshaftenginecondition monitoringbYbayesianidentification[J].TurboshaftEngineCondition 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HouseP.GaspathanalysistechniquesappliedtOturboshaftengines [D】.UnitedKingdom,CranfieldUniversity.1992. KurosakiM,MoriokaT,EbinaK,eta1.Faultdetectionand identificationinanIM270gasturbineusingmeasurementsforengine control[J].JournalofEngineeringforGasTurbinesandPower,2004, 126(4):726—732.KurzRBK.Degradationingasturbinesystems[J].Journalof EngineeringforGasTurbinesandPower,2001,123(2):70—77.收稿13期:2007.12.20.作者简介:夏迪(198O一),男,博士研究生,从事燃气轮机故障诊断研究工作,**************.cn;王永泓(1937一),男,教授,博士生导师,从事燃气轮机总体性能研究工作.(责任编辑王庆霞)。
基于PSO-SVR的燃气轮机系统建模
基于PSO-SVR的燃气轮机系统建模刘延泉;王如蓓;杨堃【摘要】燃气一蒸汽联合发电机组的燃气轮机部分是一个复杂的多变量系统,针对其非线性、强耦合的特点,提出了一种基于粒子群算法优化的支持向量机回归建模方法对燃气轮机功率和排气温度进行建模.支持向量机可以将非线性问题的数据采用某种非线性关系映射到高维空间,将问题转化为高维空间内的线性回归问题.而粒子群算法的引入改善了网格搜索法运算时间长、计算量大的缺点.对某201 MW燃气联合发电机组的现场数据进行预处理,通过MATLAB对采用不同优化算法的支持向量回归机模型进行仿真实验.结果分析可得,支持向量回归机经过粒子群算法优化后可以提高燃气轮机系统的建模精度.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2018(034)006【总页数】6页(P60-65)【关键词】燃气轮机;支持向量回归机;建模;粒子群优化【作者】刘延泉;王如蓓;杨堃【作者单位】河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心(华北电力大学),河北保定071003;河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心(华北电力大学),河北保定071003;河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心(华北电力大学),河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TP181;TP2020 引言长期以来，我国发电行业一直以煤炭为主要发电能源。
但是近年来，环境污染问题日趋严峻，传统发电行业因其污染排放严重等问题遭遇发展的“瓶颈”，这与我国可持续发展的思想相违背[1]。
因此，发电行业急需发展新能源来替代传统能源。
燃气—蒸汽联合循环发电系统因其大大降低了污染排放等优点，在我国发电行业中所占的比重逐步提升。
燃气轮机是燃气—蒸汽联合发电机组的重要部分，建立燃气轮机系统的数学模型对于系统仿真、状态监控、故障检测等工作有着重要的意义。
但燃气轮机系统是一个非线性、强耦合系统，这就增加了建立系统精确模型的难度[2]。
支持向量回归机(SVR)的基本思想是统计学习理论，是近些年来发展较快的一种机器学习方法。
发电用燃气轮机动态性能仿真
发电用燃气轮机动态性能仿真栾永军;孙鹏;李东明;俞世康;董斌【摘要】针对发电用燃气轮机,基于Matlab/Simulink仿真平台构建其仿真模型.使用仿真模型,计算在电网负荷波动以及机组甩负荷的情况下燃气轮机的动态特性.参照电网指标,通过优化控制策略,给出电网负荷变化时燃气轮机的响应特性.%A simulation model was carried on with Matlab/Simulink software for gas turbine generator set performance analysis. Transient gas turbine behavior is calculated for electrical load acceptance and rejection by using this model. Base on electric power system standard and control scheme, an optimization result can be achieved.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】6页(P51-56)【关键词】燃气轮机;发电;仿真【作者】栾永军;孙鹏;李东明;俞世康;董斌【作者单位】中国船舶重工集团公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078;中国船舶重工集团公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078;中国船舶重工集团公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078;中国船舶重工集团公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078;中国船舶重工集团公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078【正文语种】中文【中图分类】U664.131燃气轮机作为供能设备已广泛应用于诸多领域，尤其用作发电动力设备，无论是军用还是民用，装机数量逐渐增多。
当燃气轮机用于发电时，其输出转速为恒定值。
当电网负荷波动或机组甩负荷时，燃气轮机输出转速需快速稳定回恒定值，以防电力系统输出频率长时间内不稳定而造成用电设备损坏。
提出了创建燃气轮机三轴数学模型动态恒定的方法。
提出了创建燃气轮机三轴数学模型动态恒定的方法。
要创建燃气轮机三轴数学模型动态恒定的方法，可以按照以下步骤进行：
1. 收集燃气轮机的相关参数：包括旋转轴的动力学特性、燃气轮机的几何结构、燃气轮机的工作流程等。
2. 建立燃气轮机的动态方程模型：根据燃气轮机的工作原理和参数，建立燃气轮机的动态方程模型。
可以采用基于质量守恒、动量守恒和能量守恒的方法，结合燃气轮机的几何结构和工作流程，建立燃气轮机的动态方程。
3. 线性化燃气轮机的动态方程：对于非线性燃气轮机的动态方程，可以通过线性化方法将其线性化，得到燃气轮机的线性动态方程。
4. 确定燃气轮机的控制变量和状态变量：根据燃气轮机的动态方程，确定燃气轮机的控制变量和状态变量。
控制变量可以是燃气轮机的进口流量、进口压力等；状态变量可以是燃气轮机的转速、温度等。
5. 建立燃气轮机的状态空间模型：根据燃气轮机的动态方程，将其转化为状态空间模型。
状态空间模型描述了燃气轮机的状态变量和控制变量之间的关系。
6. 进行模型参数的辨识：通过实验或者数据分析的方法，辨识出燃气轮机模型中的参数。
7. 进行模型的验证和优化：将辨识出的参数代入燃气轮机的状态空间模型中，进行模型的验证。
对于验证结果不理想的情况，可以
进行模型优化，即调整参数或者改进模型结构。
通过以上步骤，可以创建出燃气轮机三轴数学模型动态恒定的方法，用于燃气轮机的控制、优化和故障诊断等应用。
燃气轮机发电系统的建模与仿真研究
燃气轮机发电系统的建模与仿真研究随着能源需求不断增长，燃气轮机发电已经成为了一种重要的发电方式。
燃气轮机发电系统由气体压缩机、燃烧室、涡轮机和发电机等部分组成。
其中涡轮机是系统的核心部件，负责将高温高压气体的动能转换为机械能，从而驱动发电机工作，实现电能的转换。
针对燃气轮机发电系统的建模与仿真研究，可以为该系统的优化设计和运行管理提供重要参考。
下面对燃气轮机发电系统的建模与仿真研究进行探讨。
一、建模燃气轮机发电系统的建模过程可以分为以下几个步骤：（1）系统分析与功能划分首先需要对系统进行深入的分析，对系统进行功能划分和功能分析，以确定系统中各个部件的工作原理和功能要求。
在此基础上，建立系统的整体模型。
（2）部件建模接着，需要对系统中涉及的气体压缩机、燃烧室、涡轮机和发电机等主要部件进行建模。
可以采用基于物理的建模方法，将各个部件的工作原理和影响因素用数学模型描述出来。
（3）系统集成在完成各个部件的建模后，需要将各个模型相互集成，形成整个系统的模型。
系统集成时需要考虑参数传递、组件接口等因素。
（4）验证与修正最后，需要对建立的系统模型进行验证与修正，以确保模型能够准确地反映实际系统的特性和性能。
可以通过实验数据对模型进行验证和修正。
二、仿真燃气轮机发电系统的仿真可以分为静态仿真和动态仿真两个部分。
（1）静态仿真静态仿真主要用于对系统各部件性能和工作情况的分析，包括燃气轮机性能参数、系统能效、各部件的压力、温度、流量等。
静态仿真可以用于系统的设计和调试阶段，通过改变系统结构、部件参数等方式，分析不同参数对系统性能的影响，优化系统设计。
（2）动态仿真动态仿真主要用于对系统在动态工况下的性能分析，包括系统启动、停止、负荷变化等。
通过动态仿真可以预测系统在不同工况下的工作性能，优化系统控制策略，提高系统运行效率和可靠性。
在仿真过程中，需要对系统的各个参数和变量进行监测和分析。
通过与实际数据进行对比，可以对仿真结果进行修正和调整，确保系统仿真结果的准确性和可靠性。
抽气射流控制燃气轮机启动过程建模及稳定性分析
压气机上成功地进行 了失速 的主动控制 ， 展示 了光 明的前景 ， 使压气机失速主动控制为 当今 叶轮机械 领域的热点。进气射流是一种 比较简单抑制不稳定 工况 的结 构方 式 ， 压气 机对 它 的扰动 响应 比较 迅速 ，
控制 比较 方 便 ， 所 以应 用 前 景 比较 好 。Ｃ ｕ ｌ ｌ ｅ ｙ ＿ ６ 等 人 在一 台低速 多级 轴 流 压 气 机 中 ， 利 用 定 常 和 非定 常射 流对 静子 叶 片吸 力 面 分 离进 行 了控 制 ， 并 得 到 良好 的数 据结 果 。Ｓ ｕ ｒ ｄ ｅ ｒ 等 对利 用 周 向离 散 点 的 定常 吹气 来控 制跨 音 速轴 流压气 机转 子 叶尖域 流 动 进 行 了实 验和 Ｃ Ｆ Ｄ研究 ， 结 果证 明进 气射 流 对跨 音
稳 定工 作域 可 能 由于 高 负荷 而变 得 狭 窄 ， 那 么 就 必 须 借助 一些 主 动控制 的方 法来 保证 燃气 轮 机在稳 定 工 作线 附 近运行 。 在 技 术 进 展过 程 中 ， 一 些 抑制 压 气 机 不稳 定 工 况 的主 动控 制方 法相 继被 提 出 ， 包括 进 口可调 导 叶 、
利用 ｐ 对压 力 项无量 纲化 ， 利用 ｐ Ｕ Ｚ Ａ 对质 量 流量项 无 量纲 化 ， Ｕ为平 均半径 处转 子转 速 ， 为无
量纲压差系数 ， 为无量纲速度系数 ， 为大容腔体 积， Ａ 为 压气 机平 均处通 道截 面积 ， 并 对 时 间无量 纲
化得 到 公式
附 面层抽 吸 等 等 。ＭＩ Ｔ和剑桥 大 学 在实 际 的
来 吹叶栅 通道 的附 面 层 ， 从 而 抑 制 压缩 系统 的不 稳 定 状 态 。在 启 动过 程 中 ， 由于存 在 不 稳 定 的动 态 过 程， 很 有可 能 出现小 扰动 ， 这个 小扰 动 随着压 气机 转 速 的提高 可能 发展成 旋转 失速 ， 如 果滞 后环 较大 ， 旋 转 失 速 的退 出就 变得 非 常 困难 。且 发 动机存 在流 过
论基于间隙度量的燃气轮机分段线性化建模方法
论基于间隙度量的燃气轮机分段线性化建模方法摘要：随着现代工业不断发展，燃气轮机在工业领域中的应用越发重要，在一定程度上起到了推动工业化进程的作用。
为了进一步了解燃气轮机的运行情况，需要针对燃气轮机进行分段线性化建模分析。
通过建模的方式，能够对燃气轮机的运行稳定性及影响因素进行分析，可以针对燃气轮机的工作特性进行研究。
但是，在进行建模的过程中，由于燃气轮机的运行特点，存在明显的计算复杂，计算量大的特点，在很大程度上不利于燃气轮机的非线性建模。
但是，为了深入探究燃气轮机的工作特性，在进行建模的过程中可以利用分段线性化建模的方法对燃气轮机的工作特性进行探讨。
因此，本文就关于间隙度量的燃气轮机分段线性化建模方法展开研究。
关键词：燃气轮机；分段线性化建模；状态空间现阶段工业生产中的燃气轮机一般以重型燃气轮机为主，该类型的燃气轮机系统是较为典型的非线性多变量系统。
但是，在实际探究燃气轮机实际的工作特点，要想通过建立非线性模型的方式进行讨论，有着很大的计算难度，在计算的过程中一般不能直接反映燃气轮机的非线性特征。
但是，要想针对燃气轮机的工作特性进行分析，除了建立非线性机理模型以外，还可以采用分段线性化建模的方式进行燃气轮机工作特性的讨论。
在实际应用的过程中，结合现阶段的计算优势，能够将非线性模型进行分段，进行线性模型的建立，同样可以对燃气轮机的运行特点进行分析，有着一定的计算优势。
一、燃气轮机稳态工作点状态空间模型在针对重型燃气轮机非线性模型建立的过程中，需要用到相关的方程式进行计算。
但是，该方程式相对复杂，特别是燃气轮机在运行的过程中，往往难以控制状态变量，这就给线性模型的建立造成了不便。
但是，通过控制状态变量的方式，在一定程度上能够得出干扰变量与输出变量的无穷最小量，在实际应用的过程中可以利用矩阵A，控制矩阵B的方式进行矩阵C的输出。
在这个时候前馈矩阵D和干扰矩阵E分别能够形成（n×n），（n×r），（m×n），（m×r），（n×1）维的矩阵。
燃气轮机热力学性能的建模与优化研究
燃气轮机热力学性能的建模与优化研究燃气轮机作为一种高效节能的动力装置，广泛应用于航空、能源、化工等行业。
而燃气轮机的性能优化是提高其效率和减少环境污染的重要途径。
本文将探讨燃气轮机热力学性能的建模与优化研究，以期为相关领域的科研工作者提供参考。
首先，我们需要了解燃气轮机的基本运行原理和热力学过程。
燃气轮机的工作过程可分为压缩过程、燃烧过程和膨胀过程。
在压缩过程中，气体被压缩使温度升高，然后在燃烧过程中燃料与空气混合并燃烧，从而释放出热能。
最后，在膨胀过程中，高温高压气体经过涡轮膨胀产生动力，并为压气机提供动力。
这一基本原理为我们进行热力学性能建模提供了理论基础。
其次，我们可以使用数学建模的方法来描述燃气轮机的热力学过程。
通过建立燃气轮机的热力学模型，我们可以计算得到轮机的各项性能指标，如压力比、热效率、压降等。
其中热效率是衡量燃气轮机能量利用率的重要指标，通常使用工作流体的出口温度和燃气轮机的燃油消耗率来计算。
压力比则是衡量燃气轮机压缩效果的指标，通常使用压缩机入口和出口的总压力比来计算。
通过对这些指标的计算和分析，我们可以评估燃气轮机的性能和效率。
然而，燃气轮机的热力学模型是非常复杂的，涉及到多个参数和过程。
因此，在进行优化研究时，我们需要借助计算机模拟和仿真等方法来简化模型。
通过建立数值模型，我们可以对燃气轮机的性能进行多目标优化，以最大化功率输出的同时使燃料消耗率最小化。
此外，我们还可以对不同工况下的燃气轮机性能进行分析和比较，以了解其在不同条件下的工作状态。
为了更准确地进行燃气轮机性能优化的研究，我们还需考虑其他因素的影响。
例如，燃气轮机的燃料选择对其性能有重要影响。
我们可以通过比较不同燃料的热值和燃烧特性，选择最适合的燃料类型，以提高轮机的功率输出和热效率。
另外，工况条件对燃气轮机的性能也有显著影响。
工况参数包括气温、气压、湿度等，我们可以通过调整这些参数来优化轮机的工作状态，以达到最佳的性能表现。
某三轴mw级燃气轮机热力循环计算的建模及验证
某三轴mw级燃气轮机热力循环计算的建模及验证燃气轮机在当今世界是能源动力的重要来源，并受到越来越多关注。
考虑到功率发电设备的经济性和安全性，将燃气轮机中的温度、压力循环进行建模和数字仿真是保障此类动力设备安全运行与提高经济效益的有效手段。
本文就以某三轴mw级燃气轮机为研究对象，采用Fluent软件进行热流计算的模拟计算，建立热流模型，以较好的精度和可靠性对其热力循环进行模拟应用。
一、热力循环模型构建热力循环模型构建包括流动和热传输模型，分别使用流水线和热模拟计算方法来建立模型。
流体模型，采用了RNG k-ε流动模型，这是一种常用的k-ε模型，属于二维湍流模型；当能量和质量计算方数不严格时，使用一维模型简化计算可以得到更高的计算精度和效率。
热模型采用的是瞬态传热模型，这是一种常用的热传输模型，根据热流量物理特性，通过模型将运动分析结果结合热传输方程，模拟实际热传输中的温度场，以精确地模拟热力特性。
二、计算结果与分析建模完毕后，运用计算模型对某mw级燃气轮机进行热力循环建模、验证和优化，最终得出结果如下：1.在燃气轮机的排气和热耗端的温度差异充分体现了热流的分布特征；排气端的温度达到最高，热耗端的温度最低。
热流的变化趋势和计算均体现出燃气轮机的温度特征。
2.燃气轮机中的压力变化分别表现为增大和减小，排气和热耗端的压力分布差异明显，且和计算值基本一致。
3.结果同时较好地反映了燃气轮机同步发电过程中物理特征及其变化规律，可用作模拟及优化设计的参考。
经过验证，研究的模型可以准确的模拟燃气轮机的运行状况，有效地建立了热力循环的模型，为燃气轮机系统的优化控制提供证据，也可以为安全运行提供指导。
三、结论本文针对某三轴mw级燃气轮机，利用Fluent软件对其热力循环进行建模，计算得到结果较为满意，为其优化设计和安全运行提供了参考依据，为燃气轮机有效运行提供了重要的理论支撑。
但本文仍有一定的局限性，例如仅针对某种规格的燃气轮机，在建模过程中只考虑了温度和压力两个参数，未考虑流场分布特征等。
燃气轮机燃油控制系统中非线性特性的影响
LOW CARBON WORLD 2017/11综合论述燃气轮机燃油控制系统中非线性特性的影响黄彳呆平(江苏华强新能源科技有限公司，江苏省扬中市212200)【摘要】燃油控制系统用于控制进入到燃烧室的燃料量，将直接影响到燃气轮机是否高效安全的运行。
此外，电液伺服机构、计量活门等部件 具有滞后、死区、继电、饱和的非线性特性，这些非线性环节对燃油系统的影响将直接关系到燃气轮机控制系统的性能和品质。
本文将燃气轮机 燃油控制系统简化为一个二阶传递函数，研究了死区继电特性对其的影响，结果表明死区宽度对燃气轮机的动态特性有明显的影响。
最后，分析了系统产振荡的原因，并提出了理论上的解决方案。
【关键词】燃油控制系统；非线性特性;死区继电【中图分类号】TP273 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066( 2017 )31-0269-02引言上式中袁灼称为系统的阻尼系数或阻尼比，棕…称为系统的为了保障燃气轮机能安全、可靠、高效的运行，除了其三 大部件及控制系统外，还必须配备有完善的辅助系统和设备。
燃油控制系统是燃机一套重要的辅助系统，其性能的好坏已 成为衡量燃气轮机控制系统性能的一个重要指标。
在燃气轮机的燃油控制系统中，存在着多种非线性特性。
例如，放大器的饱和特性，执行机构由于摩擦和负载的存在，当输入信号达到一定数值时，执行机构才开始动作，即存在死 区特性；各种机械机构之间的间隙产生死区特性|1];伺服放大 器和触发电路造成的死区继电特性等等。
由于燃油控制系统 这中这些非线性因素的存在，使燃油系统的稳态误差增大，燃 气轮机动态响应时间增长，振荡次数增加，甚至出现自持振荡 等现象，严重降低燃气轮机的寿命及其控制系统的控制性能 和品质。
因此，研究燃油控制系统非线性环节对整个燃油系统 的性能影响以及如何降低甚至消除这些影响将是十分重要的 工作。
本文将燃气轮机燃油控制系统简化为一个二阶传递函数，通过仿真分析着重研究死区继电非线性特性对燃油控制 系统乃至整个燃机的影响规律。
基于非线性状态估计(NSET)方法的燃机电厂故障检测研究及应用
基于非线性状态估计(NSET)方法的燃机电厂故障检测研究及
应用
李娴静;李勇辉;楼鹏炯
【期刊名称】《电力大数据》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】随着“双碳”目标的提出,燃气轮机发电机组的经济、可靠运行成为了行业关注的重点。
因此,准确检测故障和提高运行水平具有重要的研究价值。
本文针对燃机电厂的故障检测问题,结合小波去噪等数据预处理方法,提出了一种基于非线性状态估计(NSET)的故障检测方法。
该方法利用电力大数据,首先构建记忆矩阵并建立数学模型,然后通过比较实际曲线与预测曲线,分析残差值,从而有效地检测出故障。
为了验证其有效性,本文以浙江某燃机电厂为例,在仿真平台和生产现场分别进行实验。
实验结果表明,该方法能够有效检测33种故障也能够检测生产现场的燃机速比阀故障、热电偶故障等常见故障。
最后,本文将该方法落地到模拟数字电厂项目中,实现了数字电厂故障检测技术的工程示范应用。
【总页数】9页(P28-36)
【作者】李娴静;李勇辉;楼鹏炯
【作者单位】中国华电集团有限公司浙江公司;杭州华电半山发电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM62
【相关文献】
1.非线性状态估计(NSET)建模方法在故障预警系统中的应用
2.基于核状态空间ICA的非线性动态过程故障检测方法
3.基于非线性状态估计的长时延丢包网络故障检测算法
4.基于动态状态估计法的智能变电站隐性故障检测方法研究
5.基于工业大数据平台的燃机电厂一体化管控关键技术的研究及应用
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燃气轮机发电系统的模型与控制研究
燃气轮机发电系统的模型与控制研究燃气轮机发电系统是一种高效的能量转换设备，它广泛应用于各个领域。
为了保证燃气轮机发电系统的性能和稳定性，研究人员对其模型和控制技术进行了深入的研究。
一、燃气轮机发电系统的基本模型燃气轮机发电系统的基本模型包括燃气轮机模型、发电机模型和控制系统模型。
其中，燃气轮机模型主要考虑燃气轮机的物理特性，包括空气进口、燃烧、膨胀等过程。
发电机模型主要考虑发电机的电气特性，包括电流、电压、功率等参数。
控制系统模型主要考虑控制系统的结构和参数，包括PID控制器、内部模型控制器等。
在建立燃气轮机发电系统模型时，需要考虑多种因素，如燃气组成、环境温度、高压比和负载变化等。
通过建立准确的模型，可以为系统的控制和优化提供有力的支持。
二、燃气轮机发电系统的控制技术针对燃气轮机发电系统的控制技术，目前主要有以下几种方式：1.传统PID控制传统PID控制是一种简单、可靠的控制方式，主要通过比例、积分、微分三部分来控制系统的输出。
传统PID控制的优点是结构简单，易于实现。
但是，在复杂的控制任务中，传统PID控制器的性能受到很大的限制。
2.高级控制技术高级控制技术包括模型预测控制、自适应控制、最优控制等。
这些控制技术适用于复杂的非线性系统，可以提高系统的控制精度和稳定性。
但是，高级控制技术的计算量较大，需要充分考虑计算资源的限制。
3.组合控制组合控制是将多种控制技术相结合的一种控制方式，可以充分发挥各种控制技术的优点，提高系统的控制精度和稳定性。
组合控制也是目前燃气轮机发电系统控制的主要方向之一。
三、燃气轮机发电系统的优化在燃气轮机发电系统的运行过程中，需要不断优化系统的性能和效率。
燃气轮机发电系统的优化主要包括以下几个方面：1.系统参数的优化系统参数的优化是指通过改变系统参数，如压力比、燃料量等，来优化系统的性能。
系统参数的优化需要考虑到系统的安全性和稳定性。
2.热力学效率的提高热力学效率是指燃气轮机发电系统能量转换的效率，提高热力学效率可以降低系统的能耗。
(完整版)微型燃气轮机发电系统的建模与仿真
摘要微型燃气轮机发电系统的建模与仿真摘要微型燃气轮机具有重量轻、适用燃料广、清洁、低噪声、寿命长、运行成本低等优点，适合于分布式能源供应系统，是第二代能源供应系统的主要发展方向。
本文根据微型燃气轮机发电系统的动态特性，考虑基本的/V f和PQ控制策略，采用正弦脉宽调制逆变器，以“统一”模块化思想建立了微型燃气轮机发电系统的整体模型，并采用MA TLAB软件，在动态负荷条件下对该微型燃气轮机发电系统进行仿真，分析了微型燃气轮机与负荷之间的相互影响。
仿真结果表明，当微型燃气轮机发电系统遇到负荷扰动时，汽轮机的转速有所下降；但在负荷扰动去掉后，微型燃气轮机的转速和燃料流量都能迅速恢复到额定状态，并且整个过程转速和燃料流量都维持在额定值附近。
由此可知构建的系统模型的动态特性符合实际，为进一步研究微电网中各种分布式电源之间的协调控制奠定了基础。
关键词：微型燃气轮机；发电系统；正弦脉宽调制；动态仿真燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractMicro turbine are featured by their lightness in weight, adaptability to many kinds of fuel, cleanliness, low noisiness longevity, low operational cost and suitability for application in distributive power supply systems, therefore representing the main direction of development of the second generation of power supply systems. According to the micro turbine power system dynamic characteristics, consider the basic V/f and the PQ control strategy, using sinusoidal pulse width modulation (SPWM) inverter, "unification" to establish a micro-gas turbine modular thinking of the overall power system model and using MATLAB software to simulate the micro-gas turbine power generation system in the conditions of dynamic load and analysis of the micro gas turbine and power electronics converter device and the interaction between the load.Simulation results show that when the micro turbine power generation systems that are experiencing load disturbance, the turbine speed decreased, but when the load disturbance removed, the micro gas turbine speed and fuel flow can be quickly restored to the nominal state, and the process speed and fuel flow is maintained at nominal near. It can be seen that the system model tallies with the reality, and it lay the foundation for further study in the micro electrical network between each kind of distributional power source's coordination control.Keywords :micro gas turbine; power generation systems; sinusoidal pulse width modulation; dynamic simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2微型燃气轮机发展过程中存在的问题 (4)1.3本文的主要工作 (6)第2章微型燃气轮机发电系统的基本原理 (7)2.1微型燃气轮机发电系统结构 (7)2.1.1微型燃气轮机主要部件 (7)2.1.2永磁发电机 (11)2.1.3微型燃气轮机发电系统电力电子接口和控制 (12)2.2微型燃气轮机发电系统的运行方式 (14)2.3本章小结 (15)第3章微型燃气轮机发电系统整体建模 (16)3.1微型燃气轮机及其控制模型 (16)3.1.1速度控制 (16)3.1.2温度控制 (17)3.1.3燃料控制 (17)3.1.4燃气轮机模型 (17)3.2永磁发电机及整流器模型 (19)3.3逆变器及其控制的数学模型 (21)3.3.1逆变器及SPWM调制的数学模型 (21)3.3.2逆变器控制策略 (24)3.4微型燃气轮机发电系统整体模型框图 (25)3.5本章小结 (25)第4章系统仿真及分析 (26)4.1仿真软件介绍 (26)4.2微型燃气轮机发电系统仿真 (27)4.3仿真研究 (27)4.3.1微型燃气轮机的仿真 (27)4.3.2永磁发电机及整流器仿真 (31)4.4本章小结 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录 (38)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景近年来，以风力发电、光伏电池和微型燃气轮机等为代表的分布式发电技术的发展已成为人们关注的热点。
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万方数据
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发电用燃气轮机的非线性数学建模及稳定性分析
作者：张化光， 邓玮， 耿加民， ZHANG Hua-guang， DENG Wei， GENG Jia-min
作者单位：张化光,邓玮,ZHANG Hua-guang,DENG Wei(东北大学信息科学与工程学院,辽宁省,沈阳市,110004)， 耿加民,GENG Jia-min(哈尔滨航空工业集团燃机公司,黑龙江省,哈尔滨市
,150080)
刊名：
中国电机工程学报
英文刊名：PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING
年，卷(期)：2007,27(26)
被引用次数：4次
1.赵景峰;叶春;秦春申燃气轮机及其控制系统的综合建模研究[期刊论文]-华东电力 2005(04)
2.李政;王德慧;薛亚丽微型燃气轮机的建模研究(上)-动态特性分析[期刊论文]-中国动力工程学报 2005(01)
3.李政;王德慧;薛亚丽微型燃气轮机的建模研究-简化与分析[期刊论文]-中国动力工程学报 2005(02)
4.Kunitomi K;Kurita A;Okamoto H Modeling frequency dependency of gas turbine output 2001
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引用本文格式：张化光.邓玮.耿加民.ZHANG Hua-guang.DENG Wei.GENG Jia-min发电用燃气轮机的非线性数学建模及稳定性分析[期刊论文]-中国电机工程学报 2007(26)。