基于模型和仿真的涡轮控制制造技术

本发明专利技术涉及基于模型和仿真的涡轮控制。一种系统包括构造成对燃气涡轮系统的涡轮系统运行行为建模的燃气涡轮系统模型，以及轴贡献模型(SCM)，轴贡献模型(SCM)包括构造成对及底循环系统的及底循环行为建模的及底循环性能(BCP)模型。燃气涡轮系统模型构造成接收来自SCM的SCM输出，以及使用SCM输出来控制促动器。促动器操作性地联接到燃气涡轮系统上。

【技术实现步骤摘要】
基于模型和仿真的涡轮控制
本文公开的主题涉及工业控制系统，并且更特别地，涉及基于模型和仿真的涡轮控制系统。
技术介绍
诸如工业控制系统的某些系统可提供使得能够控制和分析涡轮系统的可能性。例如，工业控制系统可包括控制器、现场装置，以及存储用于控制涡轮系统的数据的传感器。某些工业控制系统可使用建模和仿真系统来增强工业控制系统。改进建模和/或仿真系统将是有益的。
技术实现思路
下面对在范围上与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意于提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面所论述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括构造成对燃气涡轮系统的涡轮系统运行行为建模的燃气涡轮系统模型，以及轴贡献模型(SCM)，轴贡献模型(SCM)包括构造成对及底循环系统的及底循环行为建模的及底循环性能(BCP)模型。燃气涡轮系统模型构造成接收来自SCM的SCM输出，以及使用SCM输出来控制促动器。促动器操作性地联接到燃气涡轮系统上。在第二实施例中，一种方法包括接收涡轮运行参数，接收发电机运行参数，基于涡轮运行参数和发电机运行参数来对至少一个燃气涡轮运行边界建模，以及基于至少一个燃气涡轮运行边界来促动涡轮系统促动器。在第三实施例中，提供一种非暂时性的有形计算机可读介质，其上存储有计算机可执行代码。代码包括用于进行下者的指令：接收涡轮运行参数；接收发电机运行参数；基于涡轮运行参数和发电机运行参数来对至少一个燃气涡轮运行边界建模；以及基于至少一个燃气涡轮运行边界来促动涡轮系统促动器。一种系统，包括：构造成对燃气涡轮系统的涡轮系统运行行为建模的燃气涡轮系统模型；以及轴贡献模型(SCM)，其包括构造成对及底循环系统的及底循环行为建模的及底循环性能(BCP)模型，其中，所述燃气涡轮系统模型构造成接收来自所述SCM的SCM输出，以及使用所述SCM输出来控制促动器，以及其中，所述促动器操作性地联接到所述燃气涡轮系统上。在另一个实施例中，所述燃气涡轮系统模型构造成接收来自设置在发电机中的发电机传感器的传感器输出，以及使用所述传感器输出来获得所述促动器输出。在另一个实施例中，所述燃气涡轮系统模型构造成组合所述SCM输出和所述传感器输出，以获得估计燃气涡轮系统功率输出，以及使用所述估计燃气涡轮系统功率输出来获得所述促动器输出。在另一个实施例中，所述BCP模型构造成接收燃气涡轮系统模型输出，以调节所述及底循环系统的所述及底循环行为的所述BCP模型。在另一个实施例中，所述燃气涡轮系统模型构造成对接收自所述燃气涡轮系统的传感器数据应用卡尔曼滤波器，以调节所述涡轮系统运行行为的所述燃气涡轮系统模型。在另一个实施例中，所述BCP模型构造成对接收自所述及底循环系统的传感器数据应用卡尔曼滤波器，以调节所述及底循环行为的所述BCP模型。在另一个实施例中，所述SCM包括构造成对负载的负载行为建模的负载模型，以及其中，所述负载构造成以机械的方式联接到所述燃气涡轮系统上。在另一个实施例中，所述SCM输出包括估计轴负载。在另一个实施例中，包括具有所述燃气涡轮系统模型和所述及底循环性能模型的控制器，以及其中，所述控制器构造成使用所述促动器输出来促动促动器，以及其中，所述促动器构造成控制通入所述燃气涡轮系统中的燃料流。在另一个实施例中，包括具有所述燃气涡轮系统的整体气化联合循环(IGCC)装置。一种方法，包括：接收涡轮运行参数；接收发电机运行参数；基于所述涡轮运行参数和所述发电机运行参数来对至少一个燃气涡轮运行边界建模；基于所述至少一个燃气涡轮运行边界来促动涡轮系统促动器。在另一个实施例中，包括接收另一个轴输出参数，以及基于所述涡轮运行参数、所述发电机运行参数和其它轴输出参数，来对所述至少一个燃气涡轮运行边界建模。在另一个实施例中，所述其它轴输出参数包括及底循环系统参数、另一个负载参数或它们的组合。在另一个实施例中，所述接收所述发电机运行参数包括使用发电机传感器来接收发电机传感器输出。在另一个实施例中，所述对所述至少一个燃气涡轮运行边界建模包括对所述涡轮系统运行参数、所述发电机运行参数或它们的组合应用卡尔曼滤波器。一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可执行代码，所述代码包括用于进行下者的指令：接收涡轮运行参数；接收发电机运行参数；基于所述涡轮运行参数和所述发电机运行参数来对至少一个燃气涡轮运行边界建模；基于所述至少一个燃气涡轮运行边界来促动涡轮系统促动器。在另一个实施例中，所述代码包括用于进行下者的指令：接收轴输出参数，以及基于所述涡轮运行参数、所述发电机运行参数和所述轴输出参数来对所述至少一个燃气涡轮运行边界建模。在另一个实施例中，所述代码包括用于进行下者的指令：对接收自燃气涡轮系统的传感器数据应用卡尔曼滤波器，以调节燃气涡轮系统运行行为的模型。在另一个实施例中，用于接收所述发电机运行参数的指令包括用于使用发电机传感器来接收所述发电机运行参数的指令，其中，所述发电机传感器设置在发电机中。在另一个实施例中，用于对所述至少一个燃气涡轮运行边界建模的指令包括用于对所述涡轮系统运行参数、所述发电机运行参数或它们的组合应用卡尔曼滤波器的指令。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：图1是适于基于模型和仿真的控制的、包括控制器的工业控制系统的实施例的框图；图2是包括图1的系统的基于模型和仿真的控制系统的实施例的框图；以及图3是适于对图1的系统实现基于模型和仿真的控制的工艺的实施例的流程图。具体实施方式下面将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对具有本公开的益处的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。当介绍本专利技术的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。包括在涡轮控制系统中的基于模型的控制(MBC)系统可允许某些涡轮系统(诸如联接到发电机上的燃气涡轮系统)监测实际运行参数或运行行为，以及产生实时运行边界来调整和调节对燃气涡轮系统的控制。但是，MBC也许无法容易地与单轴燃气涡轮系统或类似的工业系统兼容，因为在单传动轴构造中也许无法获得用来调节燃气涡轮系统对总发电机功率输出的功率输出贡献的实时燃气涡轮模型的关键运行参数。用于MBC的估计(例如，非测量)运行参数(诸如燃气涡轮系统点火温度、燃烧器出口温度和燃烧温度升高)的模型精度可经历显著的变化性。目前公开的实施例用估计对传动轴功率输出的所有非燃气涡轮系统贡献的实时运行边界模型来代替燃气涡轮系统的发电机功率输出的测得贡献。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：构造成对燃气涡轮系统的涡轮系统运行行为建模的燃气涡轮系统模型；以及轴贡献模型(SCM)，其包括构造成对及底循环系统的及底循环行为建模的及底循环性能(BCP)模型，其中，所述燃气涡轮系统模型构造成接收来自所述SCM的SCM输出，以及使用所述SCM输出来控制促动器，以及其中，所述促动器操作性地联接到所述燃气涡轮系统上。

【技术特征摘要】
2012.06.08 US 13/4927361.一种涡轮控制系统，包括：构造成对燃气涡轮系统的涡轮系统运行行为建模的燃气涡轮系统模型；以及轴贡献模型(SCM)，其包括构造成对及底循环系统的及底循环行为建模的及底循环性能(BCP)模型，其中，所述燃气涡轮系统模型构造成接收来自所述SCM的SCM输出，以及使用所述SCM输出来控制促动器，以及其中，所述促动器操作性地联接到所述燃气涡轮系统上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮系统模型构造成接收来自设置在发电机中的发电机传感器的传感器输出，以及使用所述传感器输出来获得促动器输出。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮系统模型构造成组合所述SCM输出和所述传感器输出，以获得估计燃气涡轮系统功率输出，以及使用所述估计燃气涡轮系统功率输出来获得所述促动器输出。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述BCP模型构造成接收燃气涡轮系统模型输出，以调节所述及底循环系统的所述及底循环行为的所述BCP模型。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮系统模型构造成对接收自所述燃气涡轮系统的传感器数据应用卡尔曼滤波器，以调节所述涡轮系统运行行为的所述燃气涡轮系统模型。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述BCP模型构造成对接收自所述及底循环系统的传感器数据应用卡尔曼滤波器，以调节所述及底循环行为的所述BCP模型。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SCM包括构造成对负载的负载行为建模的负载模型，以及其中，所述负载构造成以机械的方式联接到所述燃气涡轮系统上。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SCM输出包括估计轴负载。9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括具有所述燃气涡轮系统模型和所述及底循环性能模型的控制器，以及其中，所述控制器构造成使用所述促动器输出来促动促动器，以及其中，所述促动器构造成控制通入所述燃气涡轮系统中的燃料流。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括具有所述燃气涡轮系统的整体气化联合循环(IGCC)装置。11.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：PJ米切尔，KW威尔克斯，RS罗森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：