小型透平发电机计算机仿真平台研究

论文摘要

随着现代科技的快速发展,海洋采油平台的电气化和自动化程度有了很大提高,对于电力的依赖也不断加深,相应的对平台电站的可靠性和稳定性要求提高。电站设备的质量和平台技术人员的水平是影响供电质量的两大因素,论文所述的透平发电机控制系统仿真,对于这两个条件的改进和提高具有重要意义。论文以Mars100透平发电机为模型,介绍了透平系统的结构,分析了透平工作原理和透平控制理论,并将控制理论和Mars100相结合,研究了透平控制系统的工作过程时序,建立了透平计算机仿真系统,并进行了仿真试验。主要内容有:1.介绍了透平系统的三大部件——压缩机、燃烧室和透平,建立其热力循环图,分析了透平工作原理和透平系统的过渡工作状态。2.分析了透平控制理论,结合比例积分算法建立包括激励器输出、控制模式、燃料需求、NGP、NPT和T5控制环等几个控制块的控制模型。将理论与实际相结合,建立了双燃料系统和润滑系统的工作过程时序,为随后的透平仿真奠定了基础。3.基于OPC协议,运用VB高级语言和工控软件,建立了透平仿真系统。将RSLogix5和RSLogix emulate5工控软件通过RSLinx软件与组态软件WINCC进行通信和数据传输,通过PC ACCESS实现了S7-200PLC与组态软件WINCC的数据交换,同时,透平控制柜与S7-200PLC相连,在组态软件中,对燃料和润滑系统进行了设计,对T5温度、NGP转速、NPT转速所涉及的变量进行了归档和数据处理,建立了VB客户端,这样,就建立了透平仿真系统。根据Mars100透平发电机的运行情况,对透平的启动过程进行了仿真试验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 透平发电机组及其仿真系统的发展概况
• 1.1.1 透平发电机组的发展概况
• 1.1.2 国内外透平发电机的技术发展
• 1.1.3 透平发电机仿真器发展近况
• 1.2 课题的提出
• 1.3 本课题的研究内容
• 1.3.1 计算机仿真技术
• 1.3.2 基于OPC 技术的数据通讯
• 1.3.3 透平控制系统仿真的内容
• 第二章 海洋平台透平发电机工作原理
• 2.1 透平轮机的结构组成概述
• 2.1.1 压缩机
• 2.1.2 燃烧室
• 2.1.3 透平结构
• 2.2 透平轮机工作原理
• 2.2.1 透平轮机的热力循环
• 2.2.2 透平轮机压缩机工作原理
• 2.2.3 透平轮机燃烧室工作原理
• 2.2.4 透平轮机透平工作原理
• 2.3 透平轮机的过渡工作状态
• 第三章 透平发电机控制系统研究
• 3.1 透平控制系统燃料和润滑过程时序
• 3.1.1 透平气体燃料系统
• 3.1.2 透平液体燃料系统
• 3.1.3 透平气体燃料系统切换到液体燃料系统
• 3.1.4 透平液体燃料系统切换到气体燃料系统
• 3.1.5 透平润滑系统
• 3.1.6 透平发电机风扇
• 3.1.7 透平外壳风扇
• 3.2 透平控制系统模型
• 3.2.1 透平燃料流量控制模型
• 3.2.2 透平控制环部分
• 3.2.3 透平燃料需求部分
• 3.2.4 透平控制模式选择部分
• 3.2.5 激励器输出部分
• 第四章 透平控制系统计算机仿真平台
• 4.1 透平仿真系统的模型架构
• 4.1.1 透平控制系统仿真模型概述
• 4.1.2 透平系统仿真器
• 4.2 透平仿真系统VB 客户端的开发
• 4.2.1 VB 客户端与组态软件的通讯
• 4.2.2 VB 客户端的开发
• 4.3 验证VB 客户端的合理性
• 4.3.1 透平燃油计量阀的结构
• 4.3.2 透平燃油计量阀的实验系统
• 4.3.3 基于Simulink 的仿真实验
• 第五章 透平仿真系统实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 透平系统仿真实验及对实验数据的分析
• 5.2.1 透平系统在NGP 转速15%时的仿真实验
• 5.2.2 透平系统在NGP 转速65%时的仿真实验
• 5.2.3 透平系统在NGP 转速90%时的仿真实验
• 5.3 透平仿真实验总结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢