毕业论文--微型燃气轮机发电系统的建模与仿真

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1、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，考虑基本的和控制策略，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MATLAB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

2、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I燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractMicroturbinearefeaturedbytheirlightnessinweight,adaptabilitytomanykindsoffuel,cleanlin

3、ess,lownoisinesslongevity,lowoperationalcostandsuitabilityforapplicationindistributivepowersupplysystems,thereforerepresentingthemaindirectionofdevelopmentofthesecondgenerationofpowersupplysystems.Accordingtothemicroturbinepowersystemdynamiccharacteri

4、stics,considerthebasicV/fandthePQcontrolstrategy,usingsinusoidalpulsewidthmodulation(SPWM)inverter,"unification"toestablishamicro-gasturbinemodularthinkingoftheoverallpowersystemmodelandusingMATLABsoftwaretosimulatethemicro-gasturbinepowergenerationsy

5、stemintheconditionsofdynamicloadandanalysisofthemicrogasturbineandpowerelectronicsconverterdeviceandtheinteractionbetweentheload.Simulationresultsshowthatwhenthemicroturbinepowergenerationsystemsthatareexperiencingloaddisturbance,theturbinespeeddecrea

6、sed,butwhentheloaddisturbanceremoved,themicrogasturbinespeedandfuelflowcanbequicklyrestoredtothenominalstate,andtheprocessspeedandfuelflowismaintainedatnominalnear.Itcanbeseenthatthesystemmodeltallieswiththereality,anditlaythefoundationforfurtherstudy

7、inthemicroelectricalnetworkbetweeneachkindofdistributionalpowersource'scoordinationcontrol.Keywords:microgasturbine;powergenerationsystems;sinusoidalpulsewidthmodulation;dynamicsimulationIII目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.2微型燃气轮机发展过程中存在的问题41.3本文的主要工作6第

8、2章微型燃气轮机发电系统的基本原理72.1微型燃气轮机发电系统结构72.1.1微型燃气轮机主要部件72.1.2永磁发电机112.1.3微型燃气轮机发电系统电力电子接口和控制122.2微型燃气轮机发电系统的运行方式142.3本章小结15第3章微型燃气轮机发电系统整体建模163.1微型燃气轮机及其控制模型163.1.1速度控制163.1.2温度控制173.1.3燃料控制173.1.4燃气轮机模型173.2永磁发电机及整流器模型193.3逆变器及其控制的数学模型213.3.1逆变器及SP