船舶廢氣透平發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、分類號(hào)UDC密級(jí)公開單位代碼10151船舶廢氣透平發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模與仿真研究于娜指導(dǎo)教師李暉職稱副教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科與專業(yè)控制理論與控制工程論文完成日期2008年5月論文答辯日期2008年7月答辯委員會(huì)主席中文摘要摘要本文主要是針對(duì)船舶電站廢氣透平發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的建模與仿真進(jìn)行研究。目前船舶電站的發(fā)電方式有:獨(dú)立的重油柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電方式，軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)電方式，廢氣透平發(fā)電機(jī)組發(fā)電方式。隨著船舶電氣設(shè)備的增加和自

2、動(dòng)化水平的提高，用電量相應(yīng)增加，尤以大中型集裝箱船舶最為突出。所以，對(duì)船舶電能的產(chǎn)生、傳遞、消耗與其成本必須充分重視。采用廢氣透平發(fā)電機(jī)就是以節(jié)能為目的，利用主機(jī)排放的大量廢氣，回收這部分能量，最大限度地降低電力成本。本文首先分析了國內(nèi)外動(dòng)態(tài)和船舶電站仿真模擬器的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)計(jì)算機(jī)仿真和軟件的發(fā)展應(yīng)用狀況進(jìn)行了簡要介紹。船舶電站是一個(gè)獨(dú)立的電力系統(tǒng)，本文以DMS一2006大型輪機(jī)模擬器中船舶電站廢氣透平仿真系統(tǒng)的研制為基礎(chǔ)，綜合了其他

3、船舶廢氣透平發(fā)電機(jī)的類型特點(diǎn)，首先介紹了船舶電站廢氣透平發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)原理，其目的是對(duì)透平發(fā)電機(jī)有更多的認(rèn)識(shí)和了解，以便更好地對(duì)廢氣透平發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模與控制。廢氣透平發(fā)電機(jī)可分為兩部分，一部分為透平發(fā)電機(jī)組，另一部分為相應(yīng)的控制系統(tǒng)。接著，本文建立了描述廢氣透平發(fā)電機(jī)仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。仿真廢氣透平發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可分為兩大部分:一是發(fā)電機(jī)組，即汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備二是監(jiān)視、保護(hù)、報(bào)警、操作和控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行的設(shè)備。因此，發(fā)電機(jī)組

4、數(shù)學(xué)模型也分為兩大類:一類是動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，用來模擬汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、附屬設(shè)備和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型另一類是邏輯和控制的數(shù)學(xué)模型，用來模擬船舶電站保護(hù)、報(bào)警、操作和控制的數(shù)學(xué)模型。最后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢氣透平發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)字仿真。用VisualC一實(shí)現(xiàn)廢氣透平系統(tǒng)各個(gè)界面的設(shè)計(jì)，然后用MatlabSimulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真，仿真結(jié)果分析表明，建立的模型正確，控制性能良好，并具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性、很高的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。關(guān)鍵詞:船舶電站仿真廢氣