1 / 20

prof. dr. sc. Petar Crnošija Toni Bjažić, dipl. ing. Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb

prof. dr. sc. Petar Crnošija Toni Bjažić, dipl. ing. Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb. PRIMJENA METODA OPTIMIRANJA ZA ODREĐIVANJE LINEARNOG DISKRETNOG MODELA SUSTAVA REGULACIJE PARNE TURBINE. SAŽETAK.

love
Download Presentation

prof. dr. sc. Petar Crnošija Toni Bjažić, dipl. ing. Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. prof. dr. sc. Petar Crnošija Toni Bjažić, dipl. ing. Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb PRIMJENA METODA OPTIMIRANJA ZA ODREĐIVANJE LINEARNOG DISKRETNOG MODELA SUSTAVA REGULACIJE PARNE TURBINE

  2. SAŽETAK • Opisan je postupak određivanja G(z) parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb uz primjenu Matlaba; • Određeni su najpovoljniji oblici prijenosnih funkcija parne turbine; • Optimiranjem parametara G(z) ≡ najmanja pogreška u odnosu na nelinearni model; • Dana je usporedba rezultata optimiranja parametara G(z) i G(s). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  3. 1. UVOD • Opisan je postupak za određivanja G(z) parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb uz primjenu Matlaba za simuliranje i optimiranje parametara prijenosnih funkcija; • Najpovoljniji oblici G(s) turbine s kondenzatorom i servo sustavom su 2., 3. i 4. reda; • Najpovoljniji oblici G(z) ≡ primjenom Z-transformacije na GE(s)G(s); • Optimiranjem parametara G(z) ≡ najmanja pogreška u odnosu na nelinearni model parne turbine 30 MW (9. reda); • Ekvivalentni linearni kontinuirani modeli ≡ primjenom Z-1 na G(z) s optimalnim parametrima. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  4. 2. PRIKAZ STRUKTURE SUSTAVA REGULACIJE PARNE TURBINE 30 MW U EL-TO ZAGREB • Parnoturbinsko postrojenje snage 30 MW u EL-TO Zagreb sastoji se od: • protutlačne parne turbine s reguliranim oduzimanjem pare, • grijućeg kondenzatora, • kondenzatnih pumpi, • parnog ejektora, • otplinjača, • napojnih pumpi i • visokotlačnog regenerativnog zagrijača. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  5. Regulacijski sustav protutlačne turbine s reguliranim oduzimanjem pare sadrži: • hidrauličkih regulatora brzine vrtnje, tlaka oduzete pare i tlaka izlazne pare, • mikroprocesorskih regulatora brzine vrtnje, tlaka oduzete pare i protutlaka izlazne pare, • parorazvodnih ventila visokog tlaka (VT) i niskog tlaka (NT), • krilnih servo motora s razvodnim osovinama za parorazvodne ventile visokog tlaka (VT i niskog tlaka (NT). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  6. Regulacijski sustav turbine namijenjen je za reguliranje triju fizikalnih veličina: • brzine vrtnje, • tlaka reguliranog oduzimanja pare i • protutlaka izlazne pare. • Ulazne (upravljačke i poremećajne) veličine u turboagregat su: uVT, uNT, De, v. • Izlazne veličine iz turboagregata su: pe, pp. • Osnovni tehnički podaci turbine: • Pm = 30MW, nn = 3000o/min, • DVTm= 200 t/h, DNTm = 85 t/h, • pen= 17bara, De = 0-150t/h, • pnr = 3 bara, Dnr = 0-20t/h, • pp = 0.3 - 0.95 bara. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  7. LINEARNI DISKRETNI MODELI SUSTAVA REGULACIJE TURBOAGREGATA 30MW UEL-TO ZAGREB • Opći postupak određivanja optimalnih vrijednosti parametara G(z) dugotrajan: G(z) = B(z)/A(z) ≡nb = ? i na = ? • G(z) određene su iz G(s): (1) (2) gdje je: Td – vrijeme diskretizacije signala. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  8. Za određivanje G(z) korišten je Matlab: • bd(0) i ad(0) iz bk(0) = bkopt i ak(0) = akopt; • bdopt i adopt≡ simpleks metoda; • G(s) = Z-1{G(z)}. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  9. 3.1. Linearni diskretni modeli turbine u odnosu na ulaznu veličinu u servo motor visokog tlaka • Linearni model peM na promjenu uVT≡3 vremenske konstante u nazivniku: (3) • Primjenom Z-transformacije (1) na (3): (4) • Optimalni koeficijenti (4) ≡Td = 50 ms. • Maksimalna pogreška (3) δrmk= 0,27%, a (4) δrmd= 0,45%  istog su reda veličine. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  10. Primjenom Z-1 na (4) s optimalnim koeficijentima GVTP2(s) ekvivalentnog kontinuiranog modela: (5) • Prijelazna pojava nelinearnog modela Δy = Δpe, modela (5) ΔyM = ΔpeM te δa i δr [%] za ΔuVT= -0.1S(t-10)  Sl. 1.  δrm 0,5%. • U odnosu na (3), u (5) bV21s i bV22s2. Zanemarenjem tih članova  δrm = 0,778% (70% veća)  δrm< 1%  zadovoljavajuće. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  11. Sl. 1. Prijelazna pojava nelinearnog modela Δy = Δpe, modela (5) ΔyM = ΔpeM te δa i δr [%], za ΔuVT = -0.1S(t-10). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  12. Za linearni model ppM, u odnosu na ΔuVT,  4 vremenske konstante u nazivniku: (6) • Primjenom (1) na (6) dobije se: (7) • Za (6) δrmk = 0,5%, a za (7) δrmd = 0,5%. • Primjenom Z-1 na (7)  (6). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  13. 3.2. Linearni diskretni modeli turbine s kondenzatorom i servo motorom u odnosu na promjenu ulazne veličine u servo motor niskog tlaka • Za promjenu peM, u odnosu na ΔuNT 2 vremenske konstante u nazivniku: (8) • Primjenom (1) na (8) dobije se: (9) • Maksimalna pogreška (8) δrmk = 0,55%, a (9) δrmd = 0,30%, tj. oko 40% <. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  14. (10) • Primjenom Z-1 na (9)  prijenosna funkcija ekvivalentnog kontinuiranog modela: • Maksimalna pogreška (10) δrmk = 0,30%, tj. jednaka je (9), a oko 40% < nego (8). • Prijelazna pojava nelinearnog modela Δy = Δpe, ekvivalentnog kontinuiranog modela (10) ΔyM = ΔpeM te δa i δr [%]  Sl. 2. • Prijenosna funkcija (10) sadrži bN2 pogreška manja nego (8). Zanemarenjem bN2 u (10)  δrm = 1,66%  oko 3 puta veća od (8). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  15. Sl. 2. Prijelazna pojava nelinearnog modela turbine Δy = Δpe, ekvivalentnog kontinuiranog modela (10) ΔyM = ΔpeM te δa i δr [%], za ΔuNT = -0.1S(t-10). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  16. (11) • Za linearni model ppM na promjenu ΔuNT derivacijsko ponašanje i 4 vremenske konstante: • Primjenom (1) na (11) dobije se: (12) • Maksimalna pogreška (11) i (12) istog iznosa δrm = 1,5%  zadovoljavajuća točnost. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  17. 4. ZAKLJUČAK • Opisan postupak za određivanje G(z) sustava regulacije parne turbine uz primjenu Matlaba za: • simuliranje i • optimiranje parametara prijenosnih funkcija. • Najpovoljniji oblici G(z)  primjenom Z-transformacije na GE(s)G(s). • Optimiranje parametara G(z) obavljeno je za peM i ppM u odnosu na ΔuVT i ΔuNT. • Optimiranjem je postignuta najmanja pogreška u odnosu na nelinearni dinamički model. • Maksimalna pogreška oko 1%  koeficijenti G(z) određeni zadovoljavajuće točno. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  18. Prijenosne funkcije G(s)  primjenom Z-1 na G(z) s optimalnim vrijednostima parametara. • U G(s)  dodatni članovi u brojniku. • Zanemarenjem dodatnih članova povećava se pogreška  oko 1%  koeficijenti G(z) i G(s) određeni zadovoljavajuće točno. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  19. Pitanja za diskusiju • Može li se opisana metoda određivanja optimalnih parametara modela sustava regulacije parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb primijeniti na regulacijskim sustavima parnih turbina u drugim termoelektranama u Hrvatskoj? • Može se primijeniti u drugim termoelektranama i drugim energetskim objektima uz korištenje Matlaba; • Programski paket za optimiranje procesa u stvarnom vremenu za određivanje: • modela i optimalnih parametara procesa; • optimalnih parametara regulatora (Ziegler-Nichols i dominatni polovi - modifikacijom  optimalni parametri). CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

  20. Koje su prednosti korištenja simpleks metode u slučaju određivanja optimalnih parametara modela sustava regulacije parne turbine u odnosu na druge poznate optimizacijske metode? • preporuča se za primjenu kada funkcija kvalitete ima izražene nelinearnosti; • simpleks metoda sadrži smanjenje i povećanje koraka promjene parametara - pogodnija od gradijentne metode  veliki skokovi  gradijent ima malu vrijednost. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.

More Related