電站型柴油發電機組運行模擬討論

電站型康明斯發電機組運行模擬討論
船舶柴油發電機組的運轉過程是電站運轉的重要組成部分。并機運轉的康明斯發電機組數量決定了船舶電站的容量。并車運轉的穩定性與船舶電站的穩定性密切相關。建立能正確反映康明斯發電機組運行的數學模型對電站的運行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。
柴油發電機組并聯運行程序的討論涉及到柴油發電機的模型、并車運轉控制模型、電力負載模型等的建立。其中，柴油發電機模型盡管存在一些不同的建模途徑，但大多數僅限于單臺模型仿真。本文以柴油發電機模型為核心，建立了多臺柴油發電機組并車運行的數學模型。
本文以康明斯的船舶電站為參考對象，分別建立了柴油發電機模型、電力負荷模型，并聯運轉控制裝置模型。在此基礎上，構建了并聯運轉流程的仿真模型，以matlabsimulink為仿真工具，進行了仿真解析。仿真結果與實船測試數據進行了對比。
同步發電機模型是柴油發電機組模型的重要組成部分，對計算精度和仿真實時性有很大影響。本文充分考慮定子暫態對動態性能的影響，改善
同步發電機的數學模型，引入七階狀態方程組，提升了動態仿真精度。對柴油發電機加載、卸載及壓縮空氣起動流程進行仿真，結果符合實際情況，也驗證了模型的準確性。
在簡化參數的條件下，建立對電力裝置穩定性影響最大的發電機負荷模型。在統一坐標下，釆用派克變換，將變阻抗方法運用到康明斯發電機組狀態方程組中,預防求解微分代數方程組，提高運算速度。采用simulink組件進行了仿真，得到了滿意的結果。
剖析了并機運行流程中同步的物理規律和特征，根據并車運行控制原理，提岀了并網運轉過程中負荷轉移仿真方法。定義了“并聯運轉穩定度”來表示并車運轉的穩定程度，并分析了并車運行穩定性。考慮計算精度與仿真實時性的矛盾,進一步簡化模型，并將其應用到船舶電站模擬器上。
康明斯發電機組的建模與運轉仿真是船舶電站探求的一個重要領域，文中改良了同步發電機模型，引入了變阻抗辦法建立發電機負載模型，提出了柴油發電機并車運轉程序的數學模型，首次提出并定義了并聯運轉穩定度的新概念，給出發電機組搖擺角曲線參數求解辦法。上述對于電站的控制、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。


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