[发明专利]一种重型燃气轮机控制系统验证平台及验证方法

说明书

本发明公开了一种重型燃气轮机控制系统验证平台及验证方法，该验证平台中的燃气轮机本体仿真系统和燃机辅助系统及联合循环仿真系统均用于接收燃气轮机及联合循环控制系统发送的控制指令，并返回反馈仿真信号；IGV/VGVs调节物理模拟系统包括对顶的驱动力执行机构和负载力执行机构；驱动力执行机构用于模拟IGV/VGVs动作；负载力执行机构用于为驱动力执行机构提供负载力，并接收数据采集及信号模拟系统发送的负载力控制信号；燃料调节物理模拟系统包括燃料控制阀和燃料速比阀，用于根据控制指令调节阀门开度。本发明提供的技术方案，以解决当前重型燃气轮机控制系统的验证方案存在的试验周期长、试验成本高、仿真验证精度差的问题。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种重型燃气轮机控制系统验证平台及验证方法。

背景技术

燃气轮机控制系统需要保障重型燃气轮机长期安全运行，并在各类故障情况下保证机组安全停机，所以在控制系统研制过程中，需要对重型燃气轮机的工作情况进行各种试验，验证控制系统设计的可靠性。

目前针对燃气轮机控制系统的设计验证有两种方式。一种是通过试验的方式，直接在燃气轮机机组上进行控制系统设计验证，该方式需在燃机本体研制完成后，才能进行控制系统验证，并且可能会因为控制系统的缺陷造成机组损伤。另一种是通过仿真的方式，目前的仿真存在关键部件仿真精度差、仿真范围有限等缺点，仅能仿真部分关键部件，无法对燃机控制系统的控制逻辑进行全面的验证。

发明内容

本发明实施例提供了一种重型燃气轮机控制系统验证平台及验证方法，以解决当前燃气轮机控制系统的验证方案存在的试验周期长、试验成本高、仿真验证精度差等缺点。

第一方面，本发明实施例提供了一种重型燃气轮机控制系统验证平台，包括：燃气轮机及联合循环控制系统、燃气轮机本体仿真系统、燃机辅助系统及联合循环仿真系统、IGV/VGVs调节物理模拟系统、燃料调节物理模拟系统和数据采集及信号模拟系统；

所述燃气轮机本体仿真系统至少包括压气机模型、燃烧室模型、透平模型、转子模型和燃料系统模型，并通过所述数据采集及信号模拟系统与所述燃气轮机及联合循环控制系统连接，用于接收所述燃气轮机及联合循环控制系统发送的控制指令，并向所述燃气轮机及联合循环控制系统发送反馈仿真信号；

所述燃机辅助系统及联合循环仿真系统至少包括燃气轮机辅助系统模型、汽轮机模型和余热锅炉模型，并与所述燃气轮机及联合循环控制系统连接，或通过所述数据采集及信号模拟系统与所述燃气轮机及联合循环控制系统连接，用于接收所述燃气轮机及联合循环控制系统的控制指令，并向所述燃气轮机及联合循环控制系统发送反馈仿真信号；

所述IGV/VGVs调节物理模拟系统包括对顶的驱动力执行机构和负载力执行机构；所述驱动力执行机构用于模拟IGV/VGVs动作，接收所述燃气轮机及联合循环控制系统的控制指令；所述负载力执行机构用于为所述驱动力执行机构提供负载力，并接收所述数据采集及信号模拟系统发送的负载力控制信号；

所述燃料调节物理模拟系统包括燃料控制阀和燃料速比阀，用于接收所述燃气轮机及联合循环控制系统发送的控制指令，以调节阀门开度；所述燃料调节物理模拟系统用于将阀门开度信息发送至所述燃气轮机本体仿真系统和所述燃气轮机及联合循环控制系统。

第二方面，本发明实施例还提供了一种重型燃气轮机控制系统验证方法，包括：

根据重型燃气轮机控制系统的设计需求和设计方案，制定所述重型燃气轮机控制系统的测试大纲和测试方案；所述测试方案至少包括控制柜、燃机主控程序、伺服控制程序、辅助系统控制程序、顺序控制程序、保护程序、人界接口验证和IO分配；

制定控制逻辑软件程序测试用例并进行软件测试；所述控制逻辑软件程序至少包括燃机主控程序、伺服控制程序、辅助系统控制程序、顺序控制程序、保护程序和人界接口程序；