prof. dr. sc. Petar Crnošija

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

CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. – 10. 11. 2004.
1-05 Primjena metoda optimiranja za određivanje linearnog diskretnog modela sustava regulacije parne turbine 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. –

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. –

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. –

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. –

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 = bara. CIGRÉ 6. Simpozij o sustavu vođenja EES-a, Cavtat, 07. –

LINEARNI DISKRETNI MODELI SUSTAVA REGULACIJE TURBOAGREGATA 30MW U EL-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. –

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. –

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. –

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. –

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. –

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. –

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. –

Primjenom Z-1 na (9)  prijenosna funkcija ekvivalentnog kontinuiranog modela: (10) 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. –

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. –

Za linearni model ppM na promjenu ΔuNT  derivacijsko ponašanje i 4 vremenske konstante: (11) 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. –

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. –

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. –

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. –

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. –

prof. dr. sc. Petar Crnošija

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "prof. dr. sc. Petar Crnošija"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

prof. dr. sc. Petar Crnošija

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "prof. dr. sc. Petar Crnošija"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια