一种燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109885023A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910128558.0(22)申请日2019.02.21(71)申请人杭州汽轮动力集团有限公司地址310022浙江省杭州市下城区石桥路357号(72)发明人姚文丹许运宾王良辛小鹏潘亦宁李柳明孟惠陶冶隋永枫(74)专利代理机构杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙)33231代理人王健(51)Int.Cl.G05B23/02(2006.01)G05B17/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统(57)摘要本发明公开了一种燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，用以验证燃气轮机控制系统在燃气轮机全工况下的工作性能和长期运行稳定性，以及评估燃气轮机控制系统在燃气轮机极端工况、故障工况下的工作可靠性和环境适应性；该系统包括经通信接口及网络相互连接的燃气轮机控制系统、燃气轮机物理仿真模型和燃气轮机数学仿真模型；所述燃气轮机物理仿真模型包括转速监测试验台、IGV调节测试台、模拟润滑油系统、模拟燃料系统和模拟空气系统。该试验系统大大降低了燃气轮机控制系统在开发测试时的成本和风险性，在燃气轮机控制系统的性能验证和可靠性评估方面具有广泛的应用价值。CN109885023ACN109885023A权利要求书1/2页1.一种燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，包括经通信接口及网络相互连接的燃气轮机控制系统、燃气轮机物理仿真模型和燃气轮机数学仿真模型，其特征在于：所述燃气轮机物理仿真模型包括转速监测试验台、IGV调节测试台、模拟润滑油系统、模拟燃料系统和模拟空气系统，用于模拟燃气轮机实际运行过程并测量运行参数，以及将测量得到的运行参数数据传递给燃气轮机控制系统和燃气轮机数学仿真模型；所述燃气轮机数学仿真模型基于燃气轮机的特性曲线进行计算机建模仿真，用于计算燃气轮机在全工况和极端工况下的动力学与热力学运行数据，以及接收所述燃气轮机控制系统的控制信号并将运行数据反馈给燃气轮机控制系统；所述燃气轮机控制系统用于控制所述燃气轮机物理仿真模型和燃气轮机数学仿真模型的运行数据在全工况和极端工况下均在燃气轮机控制系统预设的数值范围内变化。2.如权利要求1所述的燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，其特征在于：所述转速监测试验台用于模拟燃气轮机转子的实际转动效果，包括用于模拟燃气轮机转子转动的测速圆盘、用于带动所述测速圆盘高速旋转的可调速电机、用于连接所述可调速电机与测速圆盘的联轴器和轴承，以及用于测量测速圆盘实际转速的转速探头；其中，所述可调速电机与燃气轮机数学仿真模型通讯连接，根据燃气轮机数学仿真模型计算出的燃气轮机转子转速数据调节自身转速，带动测速圆盘进行高速旋转并模拟燃气轮机转子的实际转动效果；所述转速探头与燃气轮机控制系统通讯连接，用于测量测速圆盘的转速数据并将该数据传递给燃气轮机控制系统。3.如权利要求1所述的燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，其特征在于：所述IGV调节测试台用于模拟燃气轮机进气可调导叶系统调节IGV开度的过程，包括进气可调导叶，用于驱动进气可调导叶的伺服装置，连接所述伺服装置与进气可调导叶的传动机构，用于测量伺服装置运动行程的线位移传感器，用于测量进气可调导叶旋转角度的角位移传感器；其中，所述伺服装置与燃气轮机控制系统通讯连接，在燃气轮机控制系统的控制下通过所述传动机构调节进气可调导叶的旋转角度；所述线位移传感器与燃气轮机控制系统和燃气轮机数学仿真模型通讯连接，用于测量伺服装置的运动行程并将数据传递给燃气轮机控制系统和燃气轮机数学仿真模型；所述角位移传感器与燃气轮机控制系统和燃气轮机数学仿真模型通讯连接，用于测量进气可调导叶的实际角度并将数据传递给燃气轮机控制系统和燃气轮机数学仿真模型。4.如权利要求1所述的燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，其特征在于：所述模拟润滑油系统用于模拟燃气轮机润滑油系统供给润滑油的过程，包括用于为润滑油系统供给润滑油的主润滑油泵、用于在主润滑油泵工作异常时供给润滑油的备润滑油泵、用于在主润滑油泵和备润滑油泵均无法工作时供给润滑油的事故润滑油泵，以及用于维持油箱真空度的油雾风机；所述主润滑油泵、备润滑油泵、事故润滑油泵和油雾风机均与燃气轮机控制系统和燃机轮机数学仿真模型通讯连接，根据燃气轮机控制系统传递的控制信号完成油泵和风机的启停动作，并将启停状态数据传递给燃气轮机数学仿真模型。5.如权利要求1所述的燃气轮机控制系统半物理仿真试验系统，其特征在于：所述模拟燃料系统用于模拟燃气轮机燃料系统供给气体燃料的过程，包括用于调节燃料供给系统出口压力的压力控制阀、用于调节燃料供给系统出口流量的流量控制阀