600mw中间再热式汽轮机调速系统的建模与仿真

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1、《工业控制计算机}2013年第26卷第11期600MW中问再热式汽轮机调速系统的建模与仿真ModelingandSimulationof600MWReheatSteamTurbineControlSystem赖海龙李丽伟(上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090)牛永哲(华能玉环电厂，浙江玉环317604)摘要分析了某火电厂典型的600MW中间再热式汽轮机DEH控制系统的工作原理及各环节的动、静态特性，建立了相应数学模型。在MATLAB／SIMULINK平台下建立了控制系统的整体模型并进行了仿真研究。结果验证了模型的正确性和控制方案的合理性，研究可为汽轮机控制系统提供相

2、应理论基础和控制策略。关键词：600MW，再热式汽轮机，DEH控制系统，建模，仿真AbstractTheworkingprincipleandthestaticanddynamiccharacteristicsofeachlinkofthetypicalcoal-firedpowerplant60OMWreheatsteamturbineDEHcontrolsystemareanalyzed．andthecorrespondingmathematicalmodelisestablished．Thecontrolsystemofthewholemodelisestablished

3、andthesimulationstudiesarecarriedoutintheMATLAB／SIMULlNKplatform．Resultsverifythecorrectnessofthemodelandtherationalityofthecontrolschemeandgoodrobustness．Keywords：600MW．reheatsteamturbine，controlsystem，modeling，simulation本文对某火电厂600MW中间再热式汽轮机DEH控制系于静摩擦力小得多，因此不考虑液态摩擦力的影响。统”的工作原理及各环节的动态、静态特性进行

4、了分析，推导出基于以上3种假设，并可建立各个环节的运动方程，经拉氏了相应的数学模型。变换后可导出其传递函数。1600MW汽轮机DEH控制系统的组成及工作原理2．2各环节的传递函数该电厂600MW汽轮机的DEH控制系统是根据西屋公司(1)汽轮机转子DEH一Ⅲ型的功能原理开发的。汽轮机数字电液控制系统(DEH)转子运动方程：=n+C自p主要由电／液转换器、油动机、蒸汽容积、中间再热器、汽轮机转并网运行时，转子与电网频率同步，其特性近似惯性环节，子以及控制器组成。它采用电子元件和电气设备对汽轮机工作则传递函数为：系统的状态进行监视，以数字的方式传递信号、计算机分析判断、发出控制指令，

5、然后通过电／液转换器将电气信号转换为液G(s)南压执行机构能够执行的液压信号，达到完成控制操作的目的。(2)蒸汽容积图1所示为该机组DEH的原理方框图。系统由三个回路串级组成：内回路调节级压力回路、中间回路功率回路、外回路转蒸汽容积方程：鲁=一p，则其传递函数为：G(S)=_『击丁速一次调频回路。(3)中间再热容积将中间再热容积看成一个集中容积，即认为其中的压力是处处相等的，则它和喷嘴室容积是非常相似的，可得中间再热容器方程：dh=c．p-h，则其传递函数为：G(s)=丁(4)油动机该环节是汽轮机调节系统中驱动调节汽阀的执行机构，能使调节汽阀的开度达到并保持在预定的控制状态。其

6、动态方程图1600MW中间再热式汽轮机DEH控制系统原理图为：鲁=一一+R，则其传递函数为：G(s)击丁2中间再热式汽轮机DEH控制系统的数学模型(5)电／液转换器2．1数学模型建立的条件该环节差动电压信号经控制指令转换、放大为液压信号，由在整个调节系统数学模型的推导过程前做如下假定：液压执行机构去控制调节阀，引起滑阀位移发生变化，实现自动1)小偏差线性化：在整个调节过程中，各部件都是在平衡位置的附近作微幅变化，在这种情况下，可以将非线性方程在工作调节。该环节推导出的传递函数如下：G(s)击丁点处进行泰勒展开。(6)频差放大器：传递函数为：G(s)=÷2)运动部件的质量不计：调

7、节系统的动力油压较高，运动部件的尺寸和质量较小，因此其质量可忽略不计。(7)111II~．：传递函数为：G(s)=了丁，由于测速时间常3)液态摩擦力不计：部件的运动速度较低，液态摩擦力相对600MW中间再热式汽轮机调速系统的建模与仿真数很小，可将其近似为：G(S)=1(2)负荷扰动(8)a4功反馈：假设测量得到的发电机功率已完全校正为汽将负荷扰动模块的轮机的实发功率，该环节也可近似为：G(S)=1参数Finalvalue设置为Ol2，仿真时间设置为(9)PID调节器：传递函数为：G(s)=K