船舶发电用三轴燃气轮机控制仿真研究

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006—9348(2016)05—0010-05船舶发电用三轴燃气轮机控制仿真研究余又红1’2。邬健1”。贺星1’2(1．海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室，湖北武汉430033；2．海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033)摘要：针对考虑燃气轮机的高度非线性，由于综合电力推进船舶电力负荷变化范围大且频繁的特点，造成电力系统稳定性差。为满足综合电力推进系统对发电用燃气轮机的控制要求，提出了一种采用放气控制和带预估油量的liD燃油量控制相结合的控制方法；首先，在原有压气机防喘放气的基础上增加动力

2、涡轮前放气控制，来保证燃气轮机突变负荷控制满足要求；再借鉴增量式liD结构，提出带预估燃油前馈的改进控制算法。以缩短稳定时间。并建立了船舶发电用三轴燃气轮机控制数学模型，利用M^11^B／sIUMuNK平台建立了仿真模型，并对发电用三轴燃气轮机进行仿真。结果表明，用改进控制方法，有效的减小了机组突变负荷时的瞬态调速率，提高了稳定性。关键诩：三轴燃气轮机；仿真；发电；放气控制中圈分类号：TK472；TF391．9文献标识码：BSimulationStudyofMarimThree—ShaftG8STurbineControllingforPowerGen

3、erationYUYou—hon91”，WUJianl”，HEXin91，2(1．MilitaryKeyLaboratoryforNavalShipPowerEngineering，NavalUniversityofEngineering，WuhanHubei430033，China；2．coue萨ofPowerEngineering，NavalUniversityofEngineering，WuhanHubei430033，China)ABSTRACT：ConsideredtheIligIInoulin@嫩rofgasturbineandthelar

4、geandfrequentchangerangeofintegratedelec-tricpropulsionshippowerload，AkindofcontrolmethodcombinedbleedingcontrolwithPIDfuelquantitycontrolin-cludingfuelestimationWaSproposedbasedontherequirementsofthreeshaftgasturbineforshipboardpowersystem．Firstly，powerturbinebleedcontrolmodelW

5、asincreasedforensuringgasturbineloadsuddench越secontrolmeetde-mand．Then，basedonincrementalPIDstructure，animprovedcontrolalgorithmwithfeedforwardestimatedfuelWasstudyforshortenstabletime．Themathematicsmodelofmsrinethree-shaftgasturbinecontrollingforpowergenera-tionWasbuilt．Basedon

6、MATLAB／SIMULINK。thesimulationmodelWasestablished．Thesimulationexperimentre-suitsshowedthat，adoptingthiscontrolmethod，thestabletimeofloadsheddingWaslO．26s，thetransientadjustableratewas5．57％，andthestabletimeandtransientadjustableratewereeffectivelyreducedwhentheunitloadcIlaIIsedsu

7、ddenly．KEYWORDS：Three-shaftgasturbine；Simulation；Powergeneration；Bleedcontroll引言综合电力推进(IEP)代表未来船舶推进的主流发展方向，它独立构成电网提供电力推进、辅机、日用电甚至高能武器用电。它的设计采用集成化的思想。大大简化了船体结构，同时由于电能的高位能优势，使得船舶各部分变得更加灵活。可控。但是全电力推进系统独立构成电网，电网非常小导致它的稳定性差，同时船舶电力负荷变化范围大且频繁。因此，电网在维持稳定性的同时对原动机提出了一定的要求，原动机的控制对综合电力推进至关重

8、要。收稿日期：2015—07-17侈回日期：2015-08—13—10一国内外为了解决相关技术