電站型康明斯發(fā)電機(jī)組運(yùn)行模擬討論
船舶柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是電站運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分。并機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的康明斯發(fā)電機(jī)組數(shù)量決定了船舶電站的容量。并車運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與船舶電站的穩(wěn)定性密切相關(guān)。建立能正確反映康明斯發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型對(duì)電站的運(yùn)行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。
柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行程序的討論涉及到柴油發(fā)電機(jī)的模型、并車運(yùn)轉(zhuǎn)控制模型、電力負(fù)載模型等的建立。其中，柴油發(fā)電機(jī)模型盡管存在一些不同的建模途徑，但大多數(shù)僅限于單臺(tái)模型仿真。本文以柴油發(fā)電機(jī)模型為核心，建立了多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并車運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。
本文以康明斯的船舶電站為參考對(duì)象，分別建立了柴油發(fā)電機(jī)模型、電力負(fù)荷模型，并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置模型。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)流程的仿真模型，以matlabsimulink為仿真工具，進(jìn)行了仿真解析。仿真結(jié)果與實(shí)船測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。
同步發(fā)電機(jī)模型是柴油發(fā)電機(jī)組模型的重要組成部分，對(duì)計(jì)算精度和仿真實(shí)時(shí)性有很大影響。本文充分考慮定子暫態(tài)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響，改善
同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，引入七階狀態(tài)方程組，提升了動(dòng)態(tài)仿真精度。對(duì)柴油發(fā)電機(jī)加載、卸載及壓縮空氣起動(dòng)流程進(jìn)行仿真，結(jié)果符合實(shí)際情況，也驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
在簡(jiǎn)化參數(shù)的條件下，建立對(duì)電力裝置穩(wěn)定性影響最大的發(fā)電機(jī)負(fù)荷模型。在統(tǒng)一坐標(biāo)下，釆用派克變換，將變阻抗方法運(yùn)用到康明斯發(fā)電機(jī)組狀態(tài)方程組中,預(yù)防求解微分代數(shù)方程組，提高運(yùn)算速度。采用simulink組件進(jìn)行了仿真，得到了滿意的結(jié)果。
剖析了并機(jī)運(yùn)行流程中同步的物理規(guī)律和特征，根據(jù)并車運(yùn)行控制原理，提岀了并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中負(fù)荷轉(zhuǎn)移仿真方法。定義了“并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定度”來(lái)表示并車運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定程度，并分析了并車運(yùn)行穩(wěn)定性。考慮計(jì)算精度與仿真實(shí)時(shí)性的矛盾,進(jìn)一步簡(jiǎn)化模型，并將其應(yīng)用到船舶電站模擬器上。
康明斯發(fā)電機(jī)組的建模與運(yùn)轉(zhuǎn)仿真是船舶電站探求的一個(gè)重要領(lǐng)域，文中改良了同步發(fā)電機(jī)模型，引入了變阻抗辦法建立發(fā)電機(jī)負(fù)載模型，提出了柴油發(fā)電機(jī)并車運(yùn)轉(zhuǎn)程序的數(shù)學(xué)模型，首次提出并定義了并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定度的新概念，給出發(fā)電機(jī)組搖擺角曲線參數(shù)求解辦法。上述對(duì)于電站的控制、仿真和性能剖析有重要意義，并為研制電站模擬器奠定了重要基礎(chǔ)。


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