Паровая турбина и регулятор
Смоделируйте динамику управляющей системы скорости, паровой турбины и мультимассового вала
Библиотека
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Машины
Описание
Блок Steam Turbine и Governor реализует полную составную тандемом паровую движущую силу, включая управляющую систему скорости, четырехэтапную паровую турбину и вал максимум с четырьмя массами.
Управляющая система скорости состоит из пропорционального регулятора, реле скорости и сервопривода, управляющего открытием логического элемента. Это подобно одной из моделей, предложенных в [1].
Паровая турбина имеет четыре этапа, каждый смоделированный передаточной функцией первого порядка. Первая стадия представляет паросборник, в то время как три других этапа представляют или подогреватели или перекрестную передачу по каналу. Бойлер не моделируется, и давление бойлера постоянное в 1.0 pu. Части F2 к F5 используются, чтобы распределить турбинную степень различным этапам вала:
Вал моделирует систему с четырьмя массами, которая связывается с массой в модели Synchronous Machine для в общей сложности пяти масс. Масса машины маркирована массовый № 1. Масса в блоке Steam Turbine и Governor, который является самым близким к массе машины, является массовым № 2, в то время как масса, самая дальняя от машины, является массовым № 5. Вал характеризуется массовой инерцией H, ослабляя факторы D и коэффициенты жесткости K. Если вы принимаете решение моделировать одно-массовый вал, целая подсистема вала с четырьмя массами в блоке Steam Turbine и Governor отключена, и весь крутящий момент от турбины добавлен вместе и применен масса машины:
Параметры
- Generator type
Задает тип ротора: один массовый или мультимассовый тандемный составной объект. Если вы выбираете одно-массовую систему, мультимассовая подсистема вала в блоке Steam Turbine и Governor отключена, и выходные крутящие моменты турбины суммированы вместе и применены одна масса в блоке Synchronous Machine. Выбором является
Tandem-compound (multi-mass)(значение по умолчанию) илиTandem-compound (single-mass).- Regulator gain, permanent droop, dead zone
Усиление Kp, постоянный Rp свисания (pu) и мертво-зональная Дюжина ширины (pu). Установите усиление на 3, если вы хотите использовать паровую обратную связь потока. В противном случае установите усиление на 1. Значением по умолчанию является
[ 1 0.05 0 ].- Speed relay and servo-motor time constants
Реле скорости и временные константы сервопривода логического элемента Tsr (s) и Tsm (s). Значением по умолчанию является
[ 0.001 0.15 ].- Gate opening limits
Минимальный и максимальный логический элемент вводная скорость vgmin и vgmax (оба в pu/s), и минимальный и максимальный логический элемент, открывающийся gmin и gmax (оба в pu). Значением по умолчанию является
[ -0.1 0.1 0 4.496].- Nominal speed of synchronous machine
Синхронная скорость генератора управляется паровой турбиной (об/мин). Значением по умолчанию является
3600.- Steam turbine time constants
Турбинные временные константы T2 к T5 (s). Нумеруемый последовательно с турбиной закручивают части и массовые числа; т.е. T5 является временной константой первого турбинного этапа, который моделирует паросборник. Значением по умолчанию является
[ 0 10 3.3 0.5 ].- Turbine torque fractions
Турбинный крутящий момент фракционировал F2 к F5. Должен составить 1, в противном случае сообщение об ошибке появляется. Дробные числа соответствуют массовым числам; т.е. F2 является частью крутящего момента, который будет применен к массовому № 2 мультимассового вала. Значением по умолчанию является
[ 0.5 0.5 0 0 ].- Coefficient of inertia; Stiffness coefficient; Damping factors
Эти параметры видимы, только если Generator type является
Tandem-compound (multi-mass). Коэффициенты H2 инерции к H5 (s), коэффициенты жесткости K12 к K45 (pu/rad) и факторы затухания D2 к D5 (pu крутящий момент / puspeed отклонение) сопоставлены с массами мультимассового вала. K12 соответствует коэффициенту жесткости между массами № 1 и № 2 и так далее. Значениями по умолчанию является[ 1.5498 0.24894 0 0 ],[ 83.47 42.702 0 0 ]и[ 0.3104 0.05 0 0 ]*8.Примечание
Если вы не хотите моделировать все четыре массы в мультимассовом вале, просто установите инерцию нежелательных масс к 0. Коэффициент жесткости и ослабляющий фактор, соответствующий не использованным массам, не рассматривается. Когда массы не моделируются, остающаяся система “сжата” к генератору; т.е. если только две массы используются (исключая генератор), они - массы № 2 и № 3. Входные данные для рассмотренных масс переключены соответственно. В любом случае инерция должна быть сопоставима с частями крутящего момента. Вы не можете установить инерцию на 0 и установить соответствующую часть крутящего момента на ненулевое значение. Однако можно установить часть крутящего момента на 0 и установить соответствующую массовую инерцию на ненулевое значение.
- Initial power and generator rotor angle
Если вал является мультимассой, введите начальную механическую энергию Pm0 (pu) и начальный угол генератора Θe0 (степени). Если вал является одной массой, введите только начальную механическую энергию. Значением по умолчанию является
[2.7247e-008,-120.13], когда Generator type являетсяTandem-compound (multi-mass). Значением по умолчанию является250.35/555, когда Generator type являетсяTandem-compound (single-mass)Начальная механическая энергия автоматически обновляется утилитой потока загрузки блока Powergui. Начальный угол также вычисляется утилитой потока загрузки и написан в связанном диалоговом окне блока Synchronous Machine.
Вводы и выводы
wrefСсылка скорости, в pu. Это обычно соединяется с блоком Constant с набором значений к 1.0 pu.
PrefСсылка электроэнергии, в pu. Это установлено в постоянное значение, соответствующее начальной активной энергии, потребляемой от блока Synchronous Machine, соединенного с блоком Steam Turbine и Governor.
wmСкорость генератора, в pu. Это - один из сигналов в последнем выводе модели Synchronous Machine (внутренние переменные).
d_thetaУгловое отклонение степени генератора. Это - также один из сигналов в последнем выводе модели Synchronous Machine (внутренние переменные).
dw_5-2Выведите вектор, содержащий отклонения скорости, в pu, масс 5, 4, 3, и 2.
Tr5-2Выведите вектор, содержащий крутящие моменты, в pu, переданном массами 5, 4, 3, и 2.
gateЛогический элемент, открывающийся в pu.
PmМеханическая энергия, в pu, который вы соединяете с первым входом блока Synchronous Machine.
Примеры
Пример power_thermal иллюстрирует использование блока Steam Turbine и Governor.
Ссылки
[1] Доклад комитета IEEE, “Динамические модели для пара и гидро турбин в исследованиях энергосистемы”, Транзакции IEEE на Аппарате Степени и Системах, издании PAS-92, № 6, 1973, стр 1904-1915.
[2] IEEE Подсинхронная резонансная рабочая группа, “Вторая эталонная модель для компьютерного моделирования подсинхронного резонанса”, Транзакции IEEE на Аппарате Степени и Системах, издании PAS-104, № 5, 1985, стр 1057-1066.
Смотрите также
Система возбуждения, Гидравлическая Турбина и Регулятор, powergui, Синхронная Машина