田霖

中國(guó)航發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)的熱效率實(shí)際上隨著技術(shù)的不斷發(fā)展而有提高的趨勢(shì)，而熱效率的提高是一種間接擴(kuò)大燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)應(yīng)用空間的基本技術(shù)。為了滿(mǎn)足不同的需求，燃?xì)廨啓C(jī)在可用于發(fā)電和機(jī)械驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序的一系列模型方面變得非常豐富。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備，當(dāng)用作醫(yī)院和相關(guān)場(chǎng)所的應(yīng)急電源時(shí)，它們可以充當(dāng)單個(gè)設(shè)備，而在更偏遠(yuǎn)的地區(qū)，通常將多個(gè)設(shè)備并聯(lián)放置以形成一個(gè)隔離的網(wǎng)絡(luò)。這也反映了對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行控制方式的研究，對(duì)控制系統(tǒng)提出了更高的要求。

1 轉(zhuǎn)速控制策略

當(dāng)一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入怠速模式時(shí)，通過(guò)對(duì)增量pid控制算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制燃油量來(lái)控制高壓燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)動(dòng)模式，在此一階段，主要的控制變量就是高壓壓縮機(jī)速度。發(fā)電模塊單元正常運(yùn)行操作采用動(dòng)力渦輪速度到達(dá)額定時(shí)間的模型執(zhí)行。

該發(fā)電模塊采用三軸式燃?xì)馄啓C(jī)。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)更好地反映出了燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速變化。此時(shí)，通過(guò)對(duì)高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速的控制。達(dá)到額定的運(yùn)行速度后，它將對(duì)渦輪機(jī)運(yùn)行速度控制，并且驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)模塊將會(huì)進(jìn)入正常運(yùn)行時(shí)的模式。在此一過(guò)程中，高壓壓縮機(jī)的運(yùn)行速度控制主要是起到了過(guò)渡作用。高壓壓縮機(jī)的速度可控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)渦輪速度管控制等級(jí)的旋轉(zhuǎn)渦流速度低于一定極限，它將自動(dòng)地切換至高壓壓縮機(jī)的速度管控。切換控制的目標(biāo)是為了防止發(fā)電機(jī)的動(dòng)力渦輪過(guò)快轉(zhuǎn)速，引起燃?xì)廨啓C(jī)扭曲和其他損壞燃?xì)廨啓C(jī)的情況[1]。

高壓壓縮機(jī)的速度自動(dòng)控制可以用來(lái)做極限保護(hù)。所以當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)模塊正常運(yùn)行時(shí)，燃?xì)馄啓C(jī)就是在渦輪轉(zhuǎn)速的控制之中。同時(shí)，根據(jù)最大功率極限來(lái)計(jì)算燃油車(chē)最大容量。當(dāng)前高壓渦輪轉(zhuǎn)速所反映在環(huán)境下的極限線(xiàn)和汽車(chē)燃油極限。一旦設(shè)置極限值，它將切換至高壓壓縮機(jī)的速度進(jìn)行控制。

2 發(fā)電渦輪轉(zhuǎn)速控制的控制策略

燃?xì)馄?chē)的渦輪機(jī)啟動(dòng)空轉(zhuǎn)且高壓壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制工作完成后，動(dòng)力汽車(chē)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度可以達(dá)到2800rpm，進(jìn)入高壓動(dòng)力汽車(chē)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度可以得到控制。動(dòng)力渦輪的高效率和速度管理是發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備中關(guān)鍵。該控制單元和發(fā)電模塊輸出功率式燃?xì)廨啓C(jī)主要操作階段受功率式渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制。渦輪機(jī)的速度控制主要目標(biāo)就是確保渦輪發(fā)電機(jī)器人在每一個(gè)工作狀態(tài)下突然出現(xiàn)負(fù)載的變化后，速度均能快捷可靠地回歸至額定的速度范圍。燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)論其負(fù)載，控制如何的變化，都可以在不同的使用情況下正常運(yùn)行，該控制系統(tǒng)能夠很好地滿(mǎn)足對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)量控制裝置的要求，并且希望對(duì)其性能進(jìn)行深入的分析。通過(guò)這次的仿真和實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)改進(jìn)控制策略研究的可行性與有效率進(jìn)行比較，探索出最佳燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電率的控制方法[2]。

3 運(yùn)行控制方式的具體研究

3.1 組網(wǎng)方式

在一些用于燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電器組和某些用于驅(qū)動(dòng)的組網(wǎng)模式中，發(fā)電器就是燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載，在一個(gè)用于發(fā)電器組的這種情況下，連接到功率輸出側(cè)的各種電氣設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)電網(wǎng)，并且就會(huì)成為整個(gè)發(fā)電器組的負(fù)載。為了改善燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)，我們認(rèn)為有必要詳細(xì)地對(duì)發(fā)電機(jī)組的網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行研究。

3.2 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)控制模式，與其他發(fā)電機(jī)組一樣，與差動(dòng)控制模式，非差動(dòng)控制模式或動(dòng)力控制模式無(wú)關(guān)，具有與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組不同的運(yùn)轉(zhuǎn)控制模式。就非差速控制模式而言，非差速控制意味著在通過(guò)相應(yīng)算法將燃?xì)廨啓C(jī)的燃油流量調(diào)節(jié)到一定程度后對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制的目的，電網(wǎng)頻率始終保持接近額定值。速度的無(wú)差異控制始終要注意測(cè)量值與設(shè)定值之間的特定偏差。從理論上講，無(wú)差動(dòng)控制模式對(duì)于發(fā)電機(jī)組的控制并不強(qiáng)。

在差動(dòng)控制的情況下，某些方法來(lái)自常規(guī)的機(jī)械調(diào)速器。傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速器確實(shí)處于被淘汰的邊緣，但實(shí)際在某種程度上它們?nèi)匀淮嬖?。這種調(diào)節(jié)器的應(yīng)用值自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油閥的開(kāi)度，以達(dá)到抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化和抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的目的。差異控制本質(zhì)上是一種閉環(huán)控制，可根據(jù)一定比率控制定律。如果不更改速度設(shè)置值，則當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率太高時(shí)，發(fā)電機(jī)速度將增加。當(dāng)檢測(cè)到速度增加時(shí)，燃料標(biāo)準(zhǔn)降低。當(dāng)減少燃料時(shí)，減少了設(shè)備上的發(fā)電負(fù)荷，這會(huì)影響一定的速度，并起到抑制發(fā)電機(jī)速度變化的作用。

最后，有必要提及功率控制模式，這主要是指在給定的負(fù)載條件下操作設(shè)備并確保穩(wěn)定性。如果功率控制不響應(yīng)發(fā)電機(jī)頻率的變化，則它不參與電網(wǎng)。在調(diào)頻過(guò)程中，某些功率控制模式僅適用于集成到大型電網(wǎng)中的聯(lián)網(wǎng)模式。

3.3 運(yùn)行控制方式

燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制方式的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。如果所選的運(yùn)行控制模式不夠充分，則將影響燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致燃?xì)庑孤?，渦輪發(fā)電機(jī)組損壞問(wèn)題。在操作過(guò)程中，如果更改了單元組網(wǎng)模式，則還必須合理地切換操作控制模式。在切換過(guò)程中，不應(yīng)影響設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，因此它必須處于不變的控制算法中。確保有一個(gè)可以跟蹤設(shè)備當(dāng)前操作狀態(tài)的參數(shù)，并且該參數(shù)也是一個(gè)跟蹤參數(shù)。

例如，當(dāng)控制模式仍在變化時(shí)，需要從差動(dòng)控制切換到非差動(dòng)控制，然后將當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)用作跟蹤參數(shù)并將其傳遞給控制器。激活控制器后，將速度設(shè)置值調(diào)整為額定值。當(dāng)控制模式從非差速控制切換到差速控制時(shí)，將當(dāng)前燃料參考值轉(zhuǎn)換為差速控制的特定速度設(shè)定值，然后激活差速控制模式。

總而言之，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)與獨(dú)立運(yùn)行并行地進(jìn)行多路復(fù)用操作，形成一個(gè)隔離的網(wǎng)絡(luò)。也有許多區(qū)域合并成較大的區(qū)域，可以在其中切換不同的模式。因此，如果在操作過(guò)程中更改了單元組網(wǎng)模式，則還必須合理地切換操作控制模式，實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)組的安全運(yùn)行。