РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 620.9 Орлов В.А., Болдырев И.А.

Орлов В.А.

Волжский филиал Московский энергетический институт (г. Волжский, Россия)

Научный руководитель: Болдырев И.А.

Волжский филиал Московский энергетический институт (г. Волжский, Россия)

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Аннотация: статья посвящена разработке имитационной модели турбогенератора. Методология исследования и разработки включает численные расчеты для определения параметров системы регулирования частоты, представлено математическое описание турбогенератора, построена имитационная модель турбогенератора в программе 81т1пТееИ, определены численные характеристики объекта.

Ключевые слова: регулирование, частота, активная мощность, регулятор, обратная связь, входной сигнал.

В статье представлено описание имитационной модели турбогенератора в программе 81ш1пТеск На рисунке 1 представлена схема САРЧМ турбогенератора, представленная в виде программы написанной в 81штТесЬ.

1730

Рисунок 1. Система автоматического регулирования частоты и мощности.

На данной схеме изображен контур регулирования частоты и контур регулирования активной мощности. Регулятор по частоте выбран П - регулятор, по частоте ПИ - регулятор. Активная мощность задается задатчиком, как кусочно-линейная функция, где с течением времени X изменяется задание мощности у.

Свойства : 1_от_5оигсе12 — □ X

\ Снойстна | Общие Порты В иэуал ьн ые слои

Название Имя Формула Знамение

Время [[10 , 30 , 220 240]]

Знамение функции У [[0 , 100 , 100 90]]

Рисунок 2. Задание мощности.

Задание по частоте пройдя через П - регулятор возвращается обратной связью в рад/мин через гибкую обратную связь умножаясь на коэффициент перевода в Герц.

1731

Рисунок 3. Блок турбоагрегата.

Блок ТА - турбоагрегата состоит входного сигнала на клапан подачи газа, и из системы для взятия модуля системы скорости и величины открытия клапана подачи пара.

Рисунок 4. Модуль скорости и величины открытия клапана.

Берется производная для определения скорости, далее ограничиваем скорость сверху и снизу по величине лимитером, интегрируем чтобы вернуться от производной к величине и снова ограничиваем величину лимитером. Таким действием мы подаем воздействие на турбину.

Рисунок 5. Модель имитации угла дельта и угловую частоту вращения.

В результате моделирования были получены данные. Зависимость активной и реактивной мощности от задания показана на рисунке 6.

1732

График

I

3

Рисунок 6. Зависимость активной и реактивной мощности от задания: 1 - Активная мощность, 2 - Реактивная мощность, 3 - Задание.

1

2

Как мы видим, на данном графике в 13 секунд произошла синхронизация генератора с сетью. Первые 20 секунд задание равно нулю, генератор оказывается перевозбужден, потому что активную мощность мы не отдаем, а ток с запасом на последующее регулирование уже задан. Поскольку средняя мощность стенда равна 80 Ватт, то при таком же задании реактивная мощность близка к нулю. Если мы дальше увеличиваем мощность до 120 Ватт, то наблюдается дефицит реактивной мощности в районе 15 Вольт-ампер реактивных. И в момент времени 40 секунд уменьшается задание до 50 Ватт.

График

^ "Ф ч> » г* й и. * ч » _Кпчщ_

Рисунок 7. Данные по частоте вращения и управляющему напряжению: 1 - Частота вращения генератора, 2 - управляющее напряжение

на частотном генераторе.

1733

График

13.43 11436 13« 11445 1 3.45 13.455 13.« 13«5 13.47 13.475 13.48 13.4Е5 13.4» 13.495 13.5 13.5С5 13.51 13.515 13.52 1 3.525 13.53 1 3.535 13.51 13.545 1356 13555 13.56 13.565

Рисунок 8. Напряжение на шинах генератора и в системе.

Данный график развернут и показан в момент синхронизации генератора с сетью в момент времени 13,5 секунд

Заключение.

На основе рассмотренной в работе имитационной модели турбогенераторной установки смоделирован процесс управления частотой и активной мощности турбогенератора.

1734

Orlov V.A., Boldyrev I.A.

Orlov V.A.

Moscow Energy Institute (Volzhsky, Russia)

Scientific advisor: Boldyrev I.A.

Moscow Energy Institute (Volzhsky, Russia)

DEVELOPMENT OF SIMULATION MODEL TO LEARN BASICS OF MANAGEMENT ENERGY EQUIPMENT

Abstract: the article is devoted to the development of a simulation model of a turbogenerator. The research and development methodology includes numerical calculations to determine the parameters of the frequency control system, a mathematical description of the turbogenerator is presented, a simulation model of the turbogenerator is built in the SimInTech program, and the numerical characteristics of the object are determined.

Keywords: regulation, frequency, active power, regulator, feedback, input signal.

1735