船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究

关注燃气轮机电气外特性,忽略其内部化学反应和热力循环,采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机发电系统完整的数学模型,其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真,重点研究系统启动性能及动态特性;并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃气轮机发电系统的运行特性,为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。     

船用燃气轮机推进系统仿真研究

建立船用燃气轮机推进装置的非线性数学模型,并在Matlab Simulink下进行了仿真计算.对各种典型工况:如两台燃气轮机推进;左轴燃气轮机推进、右轴桨自由转动;左轴燃气轮机推进、右轴桨被制动;偏舵和污底等情况下的稳态配合特性进行了研究.在建模和仿真时,考虑了风浪等附加阻力的影响.所建立的非线性模型不仅适用于稳态点附近的线性化区域,也适用于各操作方式下的大范围工况.     

燃气轮机推进装置控制策略仿真研究

舰用燃气轮机采用动力涡轮进行功率输出,其输出的功率基本独立于输出转速,这使得燃气轮机推进装置控制策略的制定存在特殊性。利用建立的燃气轮机推进装置的仿真模型,仿真得出稳态工况下燃气轮机油门和调距桨螺距的程序控制策略,以及加速工况和倒车工况下油门和调距桨螺距的协调控制策略,对燃气轮机推进装置控制系统的实现有一定的参考价值。     

船用三轴燃气轮机实际简单热力循环的可视化仿真计算

首先根据某型船用燃气轮机的实际参数,采用面向对象法建立了燃气轮机实际简单热力循环模型,然后应用Delphi7.0软件对其进行仿真编程。通过所编软件的可视化仿真界面改变各种参数进行燃气轮机性能仿真。主要目的不仅在于对某型燃机各种工况的重要运行性能数据仿真计算,而且为实现我国船用燃气轮机性能优化设计提供参考。     

船用燃气轮机进口导叶系统的建模及仿真

某型船用燃气轮机的进口导叶系统(Inlet Guide Vane system,IGV system)原采用气动控制系统,现参考航空发动机和重型燃气轮机的设计,改造为液压控制。为对此进行研究,基于Simscape工具箱,建立了液压控制的船用燃气轮机IGV系统模块化仿真模型。同时,利用该模型,借助模糊控制理论,对当前IGV系统中液压控制普遍使用的PID控制逻辑进行了优化。仿真结果表明：利用Simscape工具箱搭建的新型船用IGV系统仿真模型具有一定的可行性,且优化后的控制逻辑能有效提升IGV系统的运行效果。     

柴燃联合动力装置单机失效工况下的紧急倒车过程仿真

建立在Simulink平台下的某型柴燃联合动力装置仿真系统,提出该型推进系统单机失效工况下利用"柴油机+燃气轮机"联合推进.对该种应急推进方式的紧急倒车过程进行了设计和仿真计算,仿真结果表明,设计的紧急倒车控制方法可使舰船在单机失效工况下具有较好的倒车性能.     

船用燃气轮机启动过程仿真

船用燃气轮机的启动方式主要有液压启动、气动启动和电启动3种形式,本文讨论的燃气轮机采用电动机带动的启动方式.基于非线性化建模方法,本文首先在Simulink平台上建立了燃气轮机动态过程的仿真模型,然后对其启动过程进行了仿真.通过仿真得到的启动电机功率与厂家实验数据非常接近,验证了所建模型的精确性.本文建立的仿真模型层次清晰、可扩展性好,能够全面反映燃气轮机启动过程的动态特性.     

不同供油规律下的燃气轮机加速过程仿真

供油规律决定着燃气轮机的机动性,不同的供油规律对燃气轮机的性能有重大影响。为研究不同供油规律对燃气轮机加速过程的影响,本文首先采用面向对象的方法和非线性化建模方法建立了三轴燃气轮机的动态仿真模型,并通过稳态计算检验了模型的精确性;然后选取不同的供油规律,对燃气轮机的加速过程进行了仿真,得到了不同供油规律下转子转速的变化规律;最后对仿真结果进行了分析,比较了各种供油规律的优劣。     

环境温度和进气压力损失耦合作用下的燃气轮机性能

采用变比热容并考虑油气比变化对系统的影响,建立了一种非线性的考虑容积惯性的双轴燃气轮机动态仿真模型.基于不同的工况,获取进气系统的压力损失变化规律;并耦合燃气轮机在不同环境温度下的实际运行需求,对燃气轮机的性能进行了仿真研究和计算.结果表明:随着燃气轮机工况的增加,进气系统的压力损失按接近2次方规律增加;在高温和高工况条件下,燃气轮机的有效输出功率和热效率下降明显.所得结果可为燃气轮机的优化设计和使用提供理论基础和决策参考.     

船用燃气轮机发电机组动态性能仿真

基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。     

基于PSCAD的三相永磁同步推进电机建模

为了在电磁暂态仿真软件PSCAD中对三相永磁推进电机进行仿真分析,针对PSCAD自带模型不含转子运动方程的不足,采用隐式梯形法在PSCAD中建立三相永磁同步推进电机的仿真模型,通过与自带模型对比仿真,验证所建模型的正确性,在此基础上对采用脉宽调制变频调速的永磁推进系统动态调速过程进行了仿真分析,为永磁推进深入研究及后续多相永磁电机建模奠定了基础。     

船用三轴燃气轮机起动特性研究

以某型船用三轴燃气轮机为研究实例,对其动态性能中的起动特性进行了较为深入的研究。建立了燃气轮机稳态数学模型,并以此为基础用Matlab软件开发出其稳态仿真模型。在稳态仿真模型的基础上,采用准稳态的方法对起动过程进行仿真,最终得到了起动过程各个物理参数的变化。把仿真结果与实验结果比较,仿真结果可以较好地反映起动过程的机理,表明了建模的合理性和正确性。对起动仿真模型进行分析,可为真实燃气轮机装置的改进提供参考。     

船用燃气轮机发电机组动态性能仿真

基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。     

舰船推进用燃气轮机与蒸汽轮机联合系统的计算机仿真分析

从燃气轮机排出的气体中可获得大量热能。这些热能可用废热回收蒸汽发生器收回并生产出额外的能量提供给推进系统或电力。这一概念称为COGAS，即燃气轮机与蒸汽轮机联合装置。用于船用推进系统时，COGAS装置必须满足在所有可能的工况下舰船推进的要求。COGAS系统的性能，特别是燃气轮机的循环，是随着大气状况(诸如温度、压力和相对湿度)的变化而变化的。对COGAS推进装置进行动力分析适用于系统性能的预报和提供对系统设计的指导。在本项研究中进行了仿真编码且采用MATLAB／Simulink开发。介绍了利用MATLAB／Simulink进行的COGAS推进系统动力仿真，并对仿真的结果进行了讨论和介绍。     

7500DWt化学品船推进系统建模与仿真研究

利用AMESim仿真软件建立某7 500 Dwt化学品船推进系统的仿真模型,对模型进行调试和修正,利用修正后的模型对船舶两个典型动态工况进行仿真,仿真结果表明,利用AMESim建立的推进系统仿真模型能有效地反映推进系统的运行特性.     

用于分布式发电的六相永磁同步电机仿真建模

本文建立了一台连接变流器的、用于微型燃气轮机发电系统的六相永磁同步电机的电路仿真模型.该电机定子具有两套互差30度的三相绕组,永磁转子为凸极.建模在Matlab/Simulink环境下进行.首先建立了电机在静止dq坐标系下的数学模型并将其转化为S函数描述,然后利用黑箱原理,基于Simulink提供的电压检测、受控电流源等电路仿真模块搭建了与外部变流器的“电气”接口.由于具备电气接口,该模型可直接与Simulink提供的各种变流器电路模型相连接,可应用于微型燃气轮机发电系统的电路级仿真研究.     

全电力船舶的电力推进系统建模与仿真

本文介绍了全电力船舶的典型推进系统并给出了仿真结果。由于模型的复杂性,仿真计算的工程量非常巨大。因此设计了一个可供替代的简化仿真系统。从船舶网络的角度来看,简化系统的仿真结果和实际模型的结果十分接近。     

T-S模糊模型在船舶推进系统故障诊断中的研究

人们针对船舶电力设计了各种先进的保护与控制装置,尤其在对推进系统的故障预测与诊断方面开发出了多种行之有效的诊断算法。基于以上需求,本文开发出基于T-S模糊模型的推进系统故障诊断系统,首先建立船舶推进系统中的电机仿真模型,对电机的电压、磁链和运动特性进行研究。在此基础上,利用T-S模糊模型设计了故障识别算法的数学模型,对此模型进行线性化处理后,得到了简化的故障诊断步骤,应用Matlab对算法的故障识别特性进行仿真,从实验结果发现该算法的性能基本能够满足一般情况下的故障识别需求。     

船舶燃气轮机发电机组的测控系统研究

电子信息技术不断发展,船用电力系统也取得了新的突破,燃气轮发电机组作为一种高效的推进系统得到了越来越多的关注。本文对燃气轮机发电机组的特性进行研究,并通过建立相关组件的数学模型,构建测控系统,并通过仿真分析证明系统的有效性。     

船用间冷循环燃气轮机供油规律仿真研究

根据热力系统机理建模的方法建立燃气轮机的完全非线性数学模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及中间冷却器的热惯性,基于Matlab/Simulink对船用间冷循环燃气轮机进行动态性能研究.针对分段线性的供油规律对间冷燃气轮机进行变工况性能仿真,得到间冷燃气轮机在加速过程中的最佳供油规律。