船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究.pdfVIP

船 电技术J电机 船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究 吕文超 ，毕大强 ，吕飞鹏 (1．四川大学 电气信息学院，四JlI省 成都市610065；2．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京 100084) 摘 要 ：关注燃气轮机电气外特性，忽略其内部化学反应和热力循环，采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机 发电系统完整的数学模型，其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真，重点研究 系统启动性能及动态特性；并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃 气轮机发电系统的运行特性，为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。 关键词：船舶电力系统 燃气轮机 推进电机 建模仿真 中图分类号：TP391．9 U664．131 文献标识码：A 文章编号：1003．4862(2014)08．0013．05 M odelingandSimulationofGasTurbineGenerationSystem f0rShipboardPowerSystem LuvWenchao，BiDaqiang，LuvFeipeng (1．SchoolofElectricalEngineering Information，SichuanUniversity,Chengdu610065，China；2．StateKeyLabofPowerSystem， Dept．ofElectricalEngineering，TsinghuaUniversiyt,Beijng100084，China) Abstract：Paying attention totheelectricalcharacter~tics,and ignoring the internalchemicalreactionand thermalcycleofgasturbine,modularmodelingmethodsaretakentobuildgasturbineanditselectricalsystemas awhole,whichincludesrectifierinverter,propulsionmotorandpropellermode1．ThroughhteSimulinksimulation， thestartperformanceanddynamiccharacter~ticsofgasturbineareemphasized；andtheeffectsofloadtypeand three-phaseshortcircuitareanalyzedResultsshowthatthemodelcanreflectactualoperatingcharacteristicsof gasturbinegenerationsystem．Theresearchhaslaidhtefoundationforcoordinatedcontrolandmultimachine parallelofGasTurbineGenerationSystem． Keywords：shipboardpowersystem,gasturbine,propulsionmotor,modelingsimulation 真的研究很少。现有的船用燃气轮机建模多基于热 0 引言 动力学原理L6j，侧重研究燃气轮机 内部化学过程， 全 电力推进 已成为当今船舶动力系统的发展 不适用于船舶电力系统的仿真研究。在微 电网分布 方向l【J，其中原动机是电力推进系统的核心部件。 式发电系统中关于燃气轮机建模仿真研究方面，文 现代燃气轮机作为原动机，以其机动性好、重量轻 献[8]把微型燃气轮机及电气部分当作一个整体，建 等优点，在船舶全 电力推进系统中得到广泛应用 立了微型燃气轮一发电机系统数学模型，