汽轮发电机组综合控制系统技术方案

本发明专利技术属于电机控制技术领域，提供一种汽轮发电机组综合控制系统，该系统包括比例积分微分综合控制器，执行器，汽轮机，发电机和励磁机；比例积分微分综合控制器、执行器和汽轮机依次连接，汽轮机的输出轴与发电机的转子连接，汽轮机反馈输出轴的实际转速至比例积分微分综合控制器，比例积分微分综合控制器、励磁机和发电机依次连接，发电机输出电压至负载，并反馈输出电压至比例积分微分综合控制器；比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标转速和实际转速，发送转速控制指令至执行器，根据获取的目标电压和输出电压，发送电压控制指令至励磁机，本发明专利技术提供的汽轮发电机组综合控制系统，能够提高船舶电力系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机控制
，尤其涉及一种汽轮发电机组综合控制系统。
技术介绍
船舶是一种能航行航或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，船舶电力系统的稳定性备受人们关注，也是各科研人员研究的重点课题。船舶电力系统的稳定性主要取决于船舶电站汽轮发电机组转速和电压的响应特性。目前，汽轮发电机组励磁系统和调速系统本身已大大改善，发电机励磁控制和汽轮机转速控制不同步问题得到一定程度的改善，船舶电力系统稳定性能得到部分提高。但是，励磁控制器和速度控制器大部分仍然采用经典的单输入单输出的控制方法，各自单独控制，使发电机组的电压控制和速度控制处于相互割裂的状态，控制效果大大削弱，汽轮发电机组不能快速适应给定电压、给定转速或负载的变化，汽轮发电机组的稳定性能，如超调量、调节时间，远远不能满足用户的预计要求，并且降低了汽轮发电机组控制系统的精度。如何提高船舶电力系统的稳定性，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种汽轮发电机组综合控制系统，能够提高船舶电力系统的稳定性。本专利技术提供一种汽轮发电机组综合控制系统，该系统包括比例积分微分综合控制器，执行器，汽轮机，发电机和励磁机；比例积分微分综合控制器、执行器和汽轮机依次连接，汽轮机的输出轴与发电机的转子连接，汽轮机反馈输出轴的实际转速至比例积分微分综合控制器，比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标转速和实际转速，发送转速控制指令至执行器，执行器根据转速控制指令调整汽轮机的实际转速达到目标转速；比例积分微分综合控制器、励磁机和发电机依次连接，发电机输出电压至负载，并反馈输出电压至比例积分微分综合控制器；比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标电压和输出电压，发送电压控制指令至励磁机，所述励磁机根据电压控制指令控制发电机的输出电压达到目标电压。进一步地，比例积分微分综合控制器包括转速比例积分微分控制器和电压比例积分微分控制器，转速比例积分微分控制器与执行器连接，用于根据获取的目标转速和汽轮机反馈的实际转速，发送转速控制指令至执行器；电压比例积分微分控制器与励磁机连接，用于根据获取的目标电压和发电机反馈的输出电压，发送电压控制指令至励磁机。基于上述任意汽轮发电机组综合控制系统实施例，进一步地，励磁机根据电压控制指令
调整发电机的输出电压达到目标电压，具体包括：根据电压控制指令，励磁机将输出电势发送至发电机，输出电势用于控制交轴超瞬变电势，发电机包括定子控制单元，定子控制单元的输入量包括输出轴的转速和所述交轴超瞬变电势，采用如下公式，控制输出至负载的直轴输出电压和交轴输出电压，Ud＝-RdId+ωX\qIq+ωE\dUq＝-RqIq-ωX\dId+ωE\q其中，Ud为发电机的直轴输出电压，Id为发电机的直轴输出电流，Rd为发电机的直轴绕组电阻，Uq为发电机的交轴输出电压，Iq为发电机的交轴输出电流，Rq为发电机的交轴绕组电阻，E\d为发电机的直轴超瞬变电势，E\q为发电机的交轴超瞬变电势，ω为输出轴的转速。进一步地，发电机还包括电磁控制单元，电磁控制单元检测励磁机的输出电势，发送交轴超瞬变电势至定子控制单元，电磁控制单元采用的具体公式如下： T d 0 dE q ′ d t = E f d - E q ′ - ( X d - X d ′ ) I d ]]> dE q ′ ′ d t = c T d 0 E f d + ( 1 T d 0 ′ ′ - c T d 0 ) E q ′ - 1 T d 0 ′ ′ E q ′ ′ - ( X d ′ - X d ′ ′ T d 0 ′ ′ + cX d - cX d ′ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮发电机组综合控制系统，其特征在于，包括：比例积分微分综合控制器，执行器，汽轮机，发电机和励磁机；所述比例积分微分综合控制器、所述执行器和所述汽轮机依次连接，所述汽轮机的输出轴与所述发电机的转子连接，所述汽轮机反馈所述输出轴的实际转速至所述比例积分微分综合控制器，所述比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标转速和所述实际转速，发送转速控制指令至所述执行器，所述执行器根据所述转速控制指令调整所述汽轮机的实际转速达到目标转速；所述比例积分微分综合控制器、所述励磁机和所述发电机依次连接，所述发电机输出电压至负载，并反馈输出电压至所述比例积分微分综合控制器；所述比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标电压和所述输出电压，发送电压控制指令至所述励磁机，所述励磁机根据所述电压控制指令调整所述发电机的输出电压达到目标电压。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机组综合控制系统，其特征在于，包括：比例积分微分综合控制器，执行器，汽轮机，发电机和励磁机；所述比例积分微分综合控制器、所述执行器和所述汽轮机依次连接，所述汽轮机的输出轴与所述发电机的转子连接，所述汽轮机反馈所述输出轴的实际转速至所述比例积分微分综合控制器，所述比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标转速和所述实际转速，发送转速控制指令至所述执行器，所述执行器根据所述转速控制指令调整所述汽轮机的实际转速达到目标转速；所述比例积分微分综合控制器、所述励磁机和所述发电机依次连接，所述发电机输出电压至负载，并反馈输出电压至所述比例积分微分综合控制器；所述比例积分微分综合控制器用于根据获取的目标电压和所述输出电压，发送电压控制指令至所述励磁机，所述励磁机根据所述电压控制指令调整所述发电机的输出电压达到目标电压。2.根据权利要求1所述汽轮发电机组综合控制系统，其特征在于，所述比例积分微分综合控制器包括转速比例积分微分控制器和电压比例积分微分控制器，所述转速比例积分微分控制器与所述执行器连接，用于根据获取的所述目标转速和所述汽轮机反馈的实际转速，发送转速控制指令至所述执行器；所述电压比例积分微分控制器与所述励磁机连接，用于根据获取的所述目标电压和所述发电机反馈的输出电压，发送电压控制指令至所述励磁机。3.根据权利要求1或2所述汽轮发电机组综合控制系统，其特征在于，所述励磁机根据电压控制指令调整发电机的输出电压达到目标电压，具体包括：根据所述电压控制指令，所述励磁机将输出电势发送至所述发电机，所述输出电势用于控制交轴超瞬变电势，所述发电机包括定子控制单元，所述定子控制单元的输入量包括所述输出轴的转速和所述交轴超瞬变电势，采用如下公式，控制输出至所述负载的直轴输出电压和交轴输出电压，Ud＝-RdId+ωX\qIq+ωE\dUq＝-RqIq-ωX\dId+ωE\q其中，Ud为发电机的直轴输出电压，Id为发电机的直轴输出电流，Rd为发电机的直轴绕组电阻，Uq为发电机的交轴输出电压，Iq为发电机的交轴输出电流，Rq为发电机的交轴绕组电阻，E\d为发电机的直轴超瞬变电势，E\q为发电机的交轴超瞬变电势，ω为所
\t述输出轴的转速。4.根据权利要求3所述汽轮发电机组综合控制系统，其特征在于，所述发电机还包括电磁控制单元，所述电磁控制单元检测所述励磁机的输出电势，发送所述交轴超瞬变电势至所述定子控制单元，所述电磁控制单元采用的具体公式如下： T d 0 dE q ′ d t = E f d - E q ′ - ( X d - X d ′ ) I d ]]> dE q ′ ′ d t = c T d 0 E f d + ( 1 T d 0 ′ ′ - c T d 0 ) E q ′ - 1 T d 0 ′ ′ E q ′ ′ - ( X d ′ - X d ′ ′ T d 0 ′ ′ + cX d - cX d ′ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，皮志锋，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23