Steam Turbine and Governor

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 похоже на одну 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 помечена 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, коэффициенты затухания D и коэффициенты жесткости K. Если вы принимаете решение симулировать 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) или Tandem-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 постоянные времени 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 постоянные времени T2 к T5 (s). Нумеруемый последовательно с турбиной закручивают части и массовые числа; т.е. T5 является постоянной времени 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 отображаются, только если Generator type является Tandem-compound (multi-mass). Коэффициенты H2 инерции к H5 (s), коэффициенты жесткости K12 к K45 (pu/rad) и коэффициенты 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 симулировать все четыре массы в мультимассовом вале, просто установите инерцию нежелательных масс к 0. Коэффициент жесткости и коэффициент затухания, соответствующий не использованным массам, не рассматриваются. Когда массы не симулированы, остающаяся система “сжата” к генератору; т.е. . если только две массы используются (исключая генератор), они - массы № 2 и № 3. Входные данные для рассмотренных масс смещены 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 является Tandem-compound (multi-mass). Значением по умолчанию является 250.35/555 когда Generator type является Tandem-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

wref: Ссылка скорости, в pu. Это обычно соединяется с блоком Constant с набором значений к 1.0 pu.
Pref: Ссылка электроэнергии, в pu. Это установлено в постоянное значение, соответствующее начальной активной энергии, потребляемой от блока Synchronous Machine, соединенного с блоком Steam Turbine и Governor.
wm: Скорость генератора, в pu. Это - один из сигналов в последнем выходе модели Synchronous Machine (внутренние переменные).
d_theta: Угловое отклонение степени генератора. Это - также один из сигналов в последнем выходе модели Synchronous Machine (внутренние переменные).
dw_5-2: Выведите вектор, содержащий отклонения скорости, в pu, масс 5, 4, 3, и 2.
Tr5-2: Выведите вектор, содержащий крутящие моменты, в pu, переданном массами 5, 4, 3, и 2.
gate: Логический элемент, открывающийся в pu.
Pm: Механическая энергия, в pu, который вы соединяете с первым входом блока Synchronous Machine.

Примеры

power_thermal пример 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.

Представлено до R2006a

Документация