控制燃气涡轮功率装置的方法和燃气涡轮功率装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115539210A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202210758593.2F02C3/04(2006.01)(22)申请日2022.06.30F02C9/20(2006.01)(30)优先权数据21425031.82021.06.30EP(71)申请人安萨尔多能源公司地址意大利热那亚(72)发明人S·卡恰卡尔内A·帕尔米耶里D·兰萨罗特(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001专利代理师郑浩李啸(51)Int.Cl.F02C6/00(2006.01)F02C9/32(2006.01)F02C9/00(2006.01)权利要求书5页说明书8页附图2页(54)发明名称控制燃气涡轮功率装置的方法和燃气涡轮功率装置(57)摘要一种控制燃气涡轮功率装置的方法，包括根据滑动模式控制技术来控制燃气涡轮引擎（5）的负载和排气温度中的至少一个。滑动量被确定为受控变量的当前值和参考值之间的控制误差的函数。控制律具有增益因子和滑动因子，并且被配置成将滑动量（S）带在滑动流形上。滑动因子是滑动量（S）的第一函数，并且增益因子的时间导数是滑动量（S）的第二函数。CN115539210ACN115539210A权利要求书1/5页1.一种控制燃气涡轮功率装置的方法，所述燃气涡轮功率装置包括燃气涡轮引擎（5）、压缩机（10）、燃烧器组合件（11）、涡轮（12）和机械地连接到所述燃气涡轮引擎（5）的电功率生成器（6）；所述方法包括根据滑动模式控制技术来控制所述燃气涡轮引擎（5）的负载和排气温度中的至少一个；其中控制包括将滑动量确定为受控变量的当前值与参考值之间的控制误差的函数，并且确定控制律，其具有增益因子和滑动因子并且被配置成将所述滑动量带在滑动流形上；并且其中所述滑动因子是所述滑动量（的第一函数，并且所述增益因子的时间导数是所述滑动量的第二函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增益因子的所述时间导数在围绕所述滑动流形的第一区域（B1）中为负，在围绕所述第一区域（B1）的第二区域（B2）中为零，而在围绕所述第二区域（B2）的第三区域（B3）中为正。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述增益因子的所述时间导数线性取决于在所述第一区域（B1）和所述第三区域（B3）中的所述滑动量的模。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述增益因子的所述时间导数由下式定义：是所述增益因子的所述时间导数，S是所述滑动量，A1是第一常数系数，A2是第二常数系数，TH1是第一阈值并且TH2是大于所述第一阈值的第二阈值，并且其中所述第一阈值界定所述第一区域（B1）并且所述第二阈值界定所述第二区域（B2）。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制律采取下列的形式2CN115539210A权利要求书2/5页是所述控制律，是所述增益因子，并且是所述滑动因子，并且其中所述滑动因子是所述滑动量（S）的奇函数，例如所述滑动因子由下式定义：。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制律包括负载分量，并且控制包括使用所述负载分量。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述燃气涡轮引擎（5）包括燃料阀（15），所述燃料阀（15）被配置成设置用于所述燃烧器组合件（11）的燃料供应，并且控制包括将所述负载分量应用于所述燃料阀（15）。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制律包括排气温度分量，并且控制包括使用所述排气温度分量。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述燃气涡轮引擎（5）包括入口导向叶片级（13），所述入口导向叶片级（13）被配置成设置用于所述燃烧器组合件（11）的空气供应，并且控制包括将所述排气温度控制律应用于所述入口导向叶片级（13）。10.一种燃气涡轮功率装置，包括：燃气涡轮引擎（5）；压缩机（10）；燃烧器组合件（11）；涡轮（12）；电功率生成器（6），其机械地连接到所述燃气涡轮引擎（5）；传感器组合件（7），其被配置成检测与所述燃气涡轮引擎（5）的操作相关联的量；以及控制系统（8），其被配置成根据滑动模式控制技术来控制对所述燃烧器组合件（11）的燃料供应和空气供应中的至少一个；其中所述控制系统（8）被配置成：将滑动量确定为受控变量的当前值与参考值之间的控制误差的函数；并且确定控制律（，其具有增益因子和滑动因子并且被配置成将所述滑动量带在滑动流形（S'）上；并且其中所述滑动因子是所述滑动量的第一函数和所述增益因子的所述时间导数是所述滑动量的第二函数。11.根据权利要求9所述的燃气涡轮功率装置，其中，所述增益因子3CN115539210A权利要求书3/5页的所述时间导数在围绕所述滑动流形（S'）的第一区域（B1）中为负，在围绕所述第