До Ань Туан. Методи підвищення технічних характеристик паралельно працюючих газодизель-генераторних агрегатів

Короткий опис

До Ань Туан. Методи підвищення технічних характеристик паралельно працюючих газодизель-генераторних агрегатів : Дис... канд. наук: 05.13.07 2008

До Ань Туан. Методи підвищення технічних характеристик паралельно працюючих газодизель-генераторних агрегатів.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.13.07 автоматизація технологічних процесів. Херсонський національний технічний університет, м. Херсон, 2008.
Дисертація присвячена рішенню актуального наукового завдання детального вивчення динамічних моделей ГДГА для підвищення якості системи розподілу активної потужності паралельно працюючих ГДГА. Синтезовано структуру ГДГА та їх системи керування, розроблена нелінійна математична модель ГДГА, система керування ГДГА, адаптивна нелінійна система керування ГДГА та нечіткий ПІД-регулятор, на основі експериментальних даних, що дозволило розробити необхідні апаратно-програмні засоби для стабілізації обертів ГДГА, а також розробити системи керування, що забезпечують стійкість паралельної роботи ГДГА. Це дозволило підвищити встановлені потужності ГДГА і розширити сфери їх застосування. Розроблена методологія спільної взаємодії пристроїв силової електроенергетики та мікропроцесорних систем керування на базі програмних продуктів Matlab-Sіmulіnk і Proteus, що дозволяє досліджувати статичні та динамічні режими роботи АЕЕС із ГДГА. Створений науково-дослідницький кафедральний стенд дозволяє імітувати і моделювати режими реальної АЕЕС.

У роботі отримані наступні результати:
1. Розроблений комплекс апаратно-програмних засобів дозволив з мінімальними ресурсними витратами отримати експериментальні дані, за допомогою яких визначені статичні характеристики ГДГА, ймовірнісні і спектрально-кореляційні характеристики коливань обертів дизеля, а також розроблена його динамічна модель.
2. Розроблена достатньо проста і фізично обґрунтована динамічна модель ГД, що враховує вплив турбонагнітача і розроблені методики ідентифікації параметрів цієї моделі по перехідних процесах скидання /набросу навантаження у всьому діапазоні навантажень агрегату. Створена динамічна модель ГДГА дозволяє враховувати нелінійні властивості ГД, врахування впливу турбонагнітача і перебудовувати параметри регуляторів залежно від навантаження на валу ГД. Встановлено, що турбонагнітач проявляє себе в динамічних режимах набросу навантаження лише в діапазоні навантажень не нижче 0,6-0,7 від номінальної. Адекватність моделі перевірялася у всьому діапазоні потужності, що генерувалася, з інтервалом 20 %.
3. На основі результатів експериментальних досліджень встановлено, що коливання обертів ГД носять нестаціонарний характер і мають розкид, що не дозволяє їм працювати паралельно з аналогічними агрегатами через неприпустимо великі обмінні коливання активної потужності.
4. Розроблений комплекс апаратно-програмних засобів керування параметрами ПІД-регулятора залежно від навантаження ГДГА дозволив оптимізувати його динамічні режими у всьому діапазоні навантажень і тим самим у 25-30 разів понизити дисперсію коливань обертів вала ГД.
5. Розроблений комплекс апаратно-програмних засобів, що реалізований на основі мікроконтролерів, дозволяє автоматично здійснювати ідентифікацію параметрів ПІД-регулятора ГДГА, їх налаштування і коригування в процесі експлуатації на основі динамічних процесів, обумовлених комутацією навантажень.
6. На основі нечіткої логіки розроблена структура ПІД-регулятора, що реалізована на основі мікроконтролера і дозволяє коригувати його параметри у функції поточного режиму, забезпечуючи адаптацію ГДГА до величини його навантаження і необхідну грубість” в управлінні.
7. Створена мультикомп’ютерна модель АЕЕС, яка дозволяє об’єднати в собі як силову електроенергетику, так і мікропроцесорні системи керування, що відкриває широкі можливості моделювання не тільки задач електроенергії, а й задач керування. Така методологія дозволяє створювати не тільки системи моніторингу, але і видаленого керування устаткуванням. При цьому дані можуть передаватися як по послідовному інтерфейсу RS-232, так і по локальній мережі Ethernet.
8. Розроблена детальна модель з двома ГДГА дозволила визначити оптимальні умови забезпечення їх паралельної роботи з пропорційним розподілом активної потужності.
9. Розроблена і виготовлена модель АЕЕС дозволяє імітувати і моделювати режими реальної автономної електростанції. Експериментальні дослідження запропонованих способів вирівнювання активної потужності підтвердили ефективність теоретичних розробок, виконаних у попередніх розділах. Запропонована система вирівнювання активної потужності ГДГА, які працюють паралельно, забезпечує рівномірний розподіл активної потужності агрегатів з похибкою, що не перевищує 5 %.