[发明专利]一种关于三联供系统的燃气轮机动态仿真方法

说明书

本发明公开了一种关于三联供系统的燃气轮机动态仿真方法，其特征在于，所述方法包括：确定三联供系统的组成结构；建立燃气轮机模型，根据各部件特性建立部件的数学模型；对燃气轮机模型进行求解。本发明方法将燃气轮机分成不同的设备、部件，采用集总参数模型，利用部分动态模型求取初始静态变量，仿真效率高，避免了重复建模，同时有利于动态模型快速进入稳态，此外利用集总参数模型和10ms小步长求解保证了模型精度。

技术领域

本发明属于能源互联网仿真技术领域，特别涉及一种关于三联供系统的燃气轮机动态仿真方法。

背景技术

动态仿真可用于能源互联网设计方案验证、控制策略研究、运行方式检验、故障分析重演、运行人员仿真培训等，具有重要的实用价值。

基于燃气轮机的三联供系统是能源互联网的核心组成部分，是能源互联网中电力系统、热力系统、燃料管网之间耦合的关键系统，三联供系统的动态特性对能源互联网有重要的影响。三联供系统动态仿真对研究能源互联网的动态性能有重要意义。燃气轮机作为三联供系统的核心设备，动态性能直接影响三联供系统的动态特性，三联供系统动态仿真中燃气轮机初始值对仿真有很大影响，如果重新建立燃气轮机静态模型，工作量大，研究一种利用燃气轮机动态模型求取动态仿真初始值的动态仿真方法有实用意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种关于三联供系统的燃气轮机动态仿真方法，所述方法包括以下步骤：

确定三联供系统的组成结构；

建立燃气轮机模型，根据各部件特性建立部件的数学模型；

对燃气轮机模型进行求解。

进一步地，所述三联供系统包括燃气轮机、余热锅炉、溴化锂吸收式制冷机和相变储能设备。

进一步地，所述燃气轮机模型包括静态模型和动态模型。

进一步地，所述静态模型包括进气道模型、压气机模型、燃烧室模型、涡轮机模型；

所述动态模型包括进气道模型、压气机模型、燃烧室模型、涡轮机模型、转子模型、转速控制模型。

进一步地，所述进气道模型的关系表达式为：

P₂＝α₁P₁ T₂＝T₁ (1)

P₁、T₁分别为进气道空气源压强、热力学温度，P₂、T₂分别为进气道出口空气压强、热力学温度，α₁为进气道进口总压恢复系数；

所述压气机模型包括：

根据压气机工作特性曲线，拟合出其压比、转速、折合流量以及效率四个参数之间的关系表达式：

式中，为压气机相对折合流量、为相对效率、为相对转速、为相对压比，f_c1为关于和的非线性拟合关系式，f_c2为关于和的非线性拟合关系式；

压气机相对折合流量与压气机流量的换算关系，表达式为：

式中，G_cin为压气机进气流量；P_c0为压气机额定气压；T_c0为压气机额定工作温度；G_c0为压气机额定流量；

压气机相对效率与压气机效率、相对转速与转速、压气机相对压比与压气机压比的换算关系，表达式为：