ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ АНАЛІЗУ ДИНАМІКИ ПРОЦЕСІВ ФУНКЦІОНУВАННЯ ГАЗОТУРБІННОЇ УСТАНОВКИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету й задачі роботи, визначено об'єкт і предмет дослідження, наведені наукова новизна та практична цінність результатів дослідження, а також відомості про публікації, впровадження, апробацію і структуру роботи.

У першому розділі проведено аналіз процесів функціонування ГТУ як енергетичної системи масового обслуговування, описано принцип роботи ГТУ, задачі функціонування її основних технічних систем. Результати аналізу інформаційного забезпечення роботи систем ГТУ показали, що відповідні сигнали контролю, які відображають основні процеси функціонування ГТУ раніше не були використані для інформаційного забезпечення технологій та автоматизованих систем аналізу процесів функціонування та ефективної роботи ГТУ. Визначені такі сигнали контролю: сигнал потужності роботи ГТУ при заданих режимах; сигнал управління програмним регулятором подачі газу; вібраційний сигнал механічного комплексу газотурбінний двигун-електрогенератор; сигнали перешкод в електронних трактах систем вимірювань, передачі та обробки інформації.

Встановлено, що функціонування ГТУ потрібно досліджувати у двох режимах роботи:  А – функціонування ГТУ як стабільного джерела електроенергії і відповідно стабільної потужності роботи в часі;  Б – функціонування ГТУ при змінній у часі (за графіком навантаження) потужності роботи.

На основі результатів аналізу відповідних науково-технічних  праць, даних експлуатації аналогічних енергоустановок у різних кліматичних зонах України, виявлених недоліків у роботі діючої ГТУ при її експлуатації, обґрунтована актуальність і важливість науково-технічної задачі дисертації, поставлені завдання досліджень для досягнення мети дисертації.

У другому розділі  представлено результати побудови математичних моделей    інформаційних сигналів контролю процесів функціонування ГТУ та розробки методу їх моделювання.

Інтегральною характеристикою функціонування ГТУ є потужність вироблення електроенергії. Вимірювальний сигнал потужності роботи ГТУ внаслідок багатьох факторів має випадковий характер, йому властиві нестаціонарність та періодичність у часі. На основі проведеного аналізу факторів формування сигналу потужності роботи конкретної установки ГТУ-16 розроблено комплекс базових положень і вимог, яким повинен відповідати метод моделювання інформаційних сигналів контролю процесів функціонування ГТУ.

Для статистичної обробки лінійних випадкових сигналів вибрані методи лінійного формуючого фільтра та стохастичних інтегральних зображень, що дозволило визначити процедури статистичної обробки сигналів вимірювального контролю та перешкод на єдиній платформі кореляційної теорії. Застосування породжуючого процесу на вході формуючого фільтру у вигляді суми незалежних гаусівської та пуассонівської компонент дає можливість відображати у моделях випадкових сигналів наявність неперервних та імпульсних складових, що характерно для реальних сигналів вимірювального  контролю у ГТУ.

Аналіз відповідності відомих моделей випадкових сигналів вимогам, що ставляться до моделі сигналу потужності, засвідчив необхідність розробки нової моделі сигналу потужності роботи ГТУ на базі концепції моделі нестаціонарного періодичного випадкового процесу.

Розроблено моделі сигналу потужності роботи ГТУ в режимах А і Б з урахуванням найбільш вагомих факторів формування такого сигналу, а саме: випадковість у часі, добова періодичність, функціональна залежність від температури зовнішнього повітря. Вплив даних факторів визначений за результатами статистичної обробки експериментальних даних вимірювань сигналу потужності роботи ГТУ.

Визначені основні положення математичного моделювання процесів функціонування ГТУ, які передбачають побудову моделей сигналів вимірювального контролю і управління, для яких характерні нестаціонарність і періодичність у часі та випадковий характер впливу багатьох факторів. Одним з таких є сигнал потужності вироблення електроенергії, який інтегрально характеризує динаміку процесу функціонування ГТУ.

Уперше запропонована математична модель потужності газотурбінної установки як випадкової функції трьох аргументів, а саме - частоти  випадкових подій, температури  зовнішнього повітря і поточного часу t, що дозволяє оцінювати вплив зовнішніх факторів на динаміку функціонування ГТУ.

Аналізуючи фізичні фактори формування сигналу потужності ГТУ, розроблено комплекс базових положень і вимог, яким має відповідати метод моделювання інформаційних сигналів контролю функціонування ГТУ. Базові положення містять методи й алгоритми статистичної обробки лінійних випадкових сигналів та реалізацій інформаційних сигналів процесів функціонування ГТУ.

Розроблені моделі сигналу потужності роботи ГТУ в режимах А і Б з урахуванням випадковості та періодичності в часі і функціональної залежності сигналу від температури зовнішнього повітря, запропоновані конструктивні алгоритми побудови моделей.