Повышение качества управления газотурбинной энергетической установкой на базе авиадвигателя при работе в локальной сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат технических наук Лисовин, Игорь Георгиевич

• Лисовин, Игорь Георгиевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лисовин, Игорь Георгиевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ КОНВЕРТИРОВАННЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1 Обзор ГТД для привода электрогенераторов

1.2 Принципы конвертации авиационных ГТД в энергетические ГТУ

1.3 Обзор зарубежных конвертированных газотурбинных двигателей

1.4 Электрические генераторы для энергетических ГТУ

1.5 Управляющие воздействия САУ для повышения точности поддержания частоты вращения свободной турбины, частоты и напряжения локальной сети

1.6 Электромеханические переходные процессы в локальных энергетических сетях

1.7 Выводы по главе

ГЛАВА 2.КОМПЛЕКСНАЯ МНОГОЭЛЕМЕНТАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГТУ, ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА И ЭЛЕКТРОСЕТИ

2.1 Анализ существующих математических моделей

2.2 Структура модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети

2.3 Математическая модель ГТУ

2.4 Математическая модель генератора с возбудителем

2.5 Математическая модель синхронного двигателя

2.6 Математическая модель асинхронного двигателя

2.7 Математическая модель активно-индуктивной нагрузки

2.8 Математическая модель трансформатора, линии электропередач, сети бесконечной мощности

2.9 Математическая модель взаимодействия структурных элементов электрической системы

2.10 Модель САУ ГТУ

2.11 Модель САУ электрогенератора

2.12 Методы решения дифференциальных уравнений

2.13 Выбор шага численного решения дифференциальных уравнений

2.14 Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ САУ ГТУ И СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ ПРИ ЕЁ РАБОТЕ В ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

3.1 Проверка адекватности комплексной многоэлементной математической модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети

3.2 Разработка методики проектирования САУ ГТУ на основе математической модели взаимодействия ГТУ и ЭС для повышения качества управления энергетической установкой при её работе в локальной сети

3.3 Совершенствование алгоритмов управления ГТУ при динамических режимах работы

3.4 Проблемы взаимодействия системы автоматического управления ГТУ и системы управления возбуждением генератора

3.5 Программная реализация математической модели

3.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Справка о внедрении результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества управления газотурбинной энергетической установкой на базе авиадвигателя при работе в локальной сети»

ВВЕДЕНИЕ

Перспективное направление развития мировой энергетики связано с внедрением газотурбинных энергетических установок, как на уже существующие электроэнергетические объекты (например, модернизация тепловой электростанции), так и на вновь создаваемые. Подобные установки используются в составе газотурбинных электростанций разной мощности [31, 48].

Газотурбинная электростанция (ГТЭС) является сложным объектом, состоящим из одного или более энергоблока. Каждый энергоблок, в общем случае, состоит из силовой установки - газотурбинного двигателя, и электрогенератора с системой возбуждения. Газотурбинная установка обладает множеством преимуществ: имеет большой КПД и меньшие габариты по сравнению с котлотурбинными установками такой же мощности, что очень удобно при транспортировке на новые объекты эксплуатации. За счет высокого КПД газотурбинная установка позволяет использовать энергию топлива с высокой эффективностью. Особенно, это касается газотурбинных двигателей, первоначально применявшихся благодаря своим высоким удельным характеристикам в авиации, а после получившие широкое распространение в качестве силового привода в газотурбинных электростанциях.

Создание специальных двигателей для наземного применения требует длительного времени и больших затрат на освоение его в производстве, поэтому у предприятий, производящих авиационные двигатели есть возможность изготавливать наземные двигатели доработкой авиационных, что позволяет:

- сократить время на разработку и промышленное освоение в серийном производстве;

- использовать узлы авиационных двигателей, бывших в эксплуатации, так как они имеют достаточный остаточный ресурс, а повреждаемость двигателей

наземного применения от эксплуатационных режимов в десятки раз меньше, чем в авиации;

- получить двигатели наземного применения с достаточно малой массой и габаритами [17].

Для достижения требуемых статических и динамических характеристик газотурбинные авиационные двигатели претерпевают значительные модификации при их применении в качестве привода для электрогенераторов. Кроме того, существенно изменяются условия их функционирования, связанные с тем, что наземные двигатели работают в режимах, отличающихся от полетных. Таким образом, при использовании авиационных двигателей в наземных условиях требуется решение задачи разработки и настройки новых эффективных и надежных систем автоматического управления (САУ) ГТУ, обеспечивающих автоматическое управление и регулирование основных параметров двигателя в рабочих и аварийных режимах, применительно к требованиям обеспечения показателей качества вырабатываемой электроэнергии, при работе ГТЭС в локальной и централизованной энергосети.

Обычно, газотурбинные электростанции полученные конвертацией из авиационных двигателей в основном применяются в нефтегазовой добывающей отрасли, а также на крупных предприятиях различного промышленного назначения с высоким уровнем энергопотребления, в системе жилищно-коммунального хозяйства[48].

Одной из главных проблем дальнейшего развития добывающей отрасли является то, что очень часто новые месторождения оказываются в тех местах, где раньше развитие энергетики даже не намечалось. Поэтому, как правило, из-за территориальной удаленности таких месторождений от населенных пунктов, сооружаемые газотурбинные электростанции не имеют связи с централизованной энергосетью страны. Добыча газа - довольно энергоемкое производство, и перебои в электропитании приводят к экономическим потерям для добывающей компании, также как и перерывы в электроснабжении, при

добыче нефти, приводят к тому, что основные механизмы останавливаются, и добыча нефти возобновляется только через полтора-два часа. В связи с этим, большинство предприятий добывающей промышленности рассматривают целесообразность сооружения собственных электростанций, непосредственно вблизи месторождений нефти или газа. Кроме того, из-за высоких тарифов региональных и федеральных компаний по производству электроэнергией, неуклонное и неизбежное повышение цен на энергоносители вынуждают предприятия самых разных отраслей промышленности сооружать собственные энергосистемы с использованием ГТЭС сравнительно невысокой мощности. Подобные энергосистемы могут обеспечивать электропитание технологического оборудования предприятия, повысить его надежность, выступая в качестве основного или дополнительного источника электроэнергии [11].

Именно такие электроэнергетические системы, применяемые в добывающей отрасли и на промышленных предприятиях, подходят под понятие «малая» энергетика (от Г до 25МВт).

Несмотря на относительную небольшую долю «малой» энергетики в общем энергобалансе страны по сравнению с «большой» энергетикой, которой уделяется большое внимание со стороны и науки, и промышленности, значимость «малой» энергетики трудно переоценить. По разным оценкам от 50% до 70% территории России не охвачены централизованным электроснабжением. На этой территории проживает более 20 миллионов человек. Именно на этой территории жизнедеятельность обеспечивается главным образом, средствами автономной энергетики [31].

При работе газотурбинной электростанции на централизованную энергосеть, ГТЭС в этом случае выступает как резервная подстанция для этой сети, мощность которой считается бесконечно большой по сравнению с мощностью электрогенератора ГТЭС. Поэтому частота вращения ротора электрогенератора, а, следовательно, и свободной турбины (СТ), зависит только

от электрической частоты внешней централизованной сети и отпадает необходимость в управлении частотой вращения свободной турбины. В данном случае необходимо подавать требуемую газодинамическую мощность на свободную турбину, за счет регулирования частоты вращения ротора высокого давления ГТУ. Таким образом, при работе ГТЭС в централизованной энергосети, невозможно влиять на точность поддержания напряжения и частоты этой сети, регулируя газотурбинной энергетической установкой.

При работе ГТЭС в автономном режиме работы требуется управлять выходными параметрами электрогенератора - напряжением и электрической частотой, причем, поскольку электрическая частота прямо пропорциональна частоте вращения ротора генератора (свободной турбины), то можно канал управления электрической частотой заменить на канал управления частотой вращения свободной турбины. Таким образом, от качества регулирования частоты вращения СТ, зависит точность поддержания напряжения и частоты в локальной энергосети. Выполнение задачи качественного регулирования ГТУ, а, следовательно, и СТ необходимо во всем диапазоне потребляемой мощности, не исключая режимов её значительного изменения. В реальных условиях эксплуатации газотурбинных электростанций в локальной сети возникают случаи большой потребной мощности, а также незапланированные ситуации, например, короткое замыкание. Вследствие этого система автоматического управления должна парировать большие возмущения с учетом ограничений по управляющему воздействию для сохранения устойчивой работы самой газотурбинной энергетической установки.

Регулирование энергетической установкой осуществляется в соответствии с правилами и нормами, определенными несколькими документами [5, 6, 7, 39, 43]. Согласно этим документам, отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы: нормально-допустимое и предельно-допустимое значение отклонения частоты равны ± 0,2 и ± 0,4 Гц

соответственно. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии равны соответственно ±5и±10%от номинального напряжения электрической сети. Для газотурбинной энергетической установки, переходные отклонения частоты вращения ротора свободной турбины, при увеличении или уменьшении симметричной нагрузки величиной до 50 % от номинальной мощности, %: не более ± 5 Гц - время стабилизации частоты вращения ротора свободной турбины при этом 5 с.

Газотурбинная электростанция является многосвязной системой, что делает задачу поддержания качества электрического тока нетривиальной и требует для своего решения обширных исследований объекта в целом. Для реализации этой задачи необходимо разработать мероприятия по управлению газотурбинной энергетической установкой с учетом влияния электрогенератора.

Высокая сложность задач, которые решает САУ ГТУ, а также связанная с этим необходимость учета влияния различных режимов работы электростанций на широкий диапазон нагрузок, обуславливают необходимость использования методов математического моделирования для разработки САУ ГТУ. При создании и испытаниях систем автоматического управления авиационных ГТД и её элементов широко применяют математические модели авиационного двигателя, САУ и её элементов. Это позволяет ускорить процессы разработки и доводки САУ газотурбинного двигателя [10]. Однако существующие математические модели (п.2.1 главы 2) электроэнергетических систем и входящих в её состав ГТУ и электрогенератор являются структурно и функционально упрощенными, а также ограниченными для модификаций, что затрудняет моделирование процессов параллельной работы энергоблоков ГТЭС в автономном режиме и при работе на централизованную энергосеть.

На сегодняшний день разработка и настройка САУ ГТУ с учетом электрогенератора проводится на этапе пусконаладочных работ, в условиях

ограниченного времени, в таком случае, как правило, принимается не лучшее, а найденное допустимое решение. Как результат, снижаются эксплуатационные характеристики газотурбинных электростанций.

В связи с вышеизложенным, разработку и доводку САУ ГТУ, применительно к показателям качества вырабатываемой электроэнергии, целесообразно проводить с применением математической модели, в которой бы учитывались газотурбинная установка, электрогенератор и электрическая сеть. Такая математическая модель, позволяет разработчику решать задачи по настройке САУ в режимах, недоступных на натурных стендах с учетом специфики объекта управления.

Математическая модель, реализованная в виде программно-вычислительного комплекса, обеспечивает выполнение функций анализа и настройки САУ в режимах, недоступных испытаниям на физических стендах. Программно-вычислительный комплекс упрощает задачу настройки САУ ГТУ, предоставляя разработчику инструмент, который позволяет задавать различные воздействия с учетом электрической части и настраивать САУ по отклику модели ГТУ.

Анализ литературы [4, 19, 22, 28, 29] показал, что почти все существующие методы расчета переходных процессов в электроэнергетических системах, сводятся к какому-либо частному случаю расчета переходных процессов в одном элементе при определенных начальных условиях. Так, например, рассчитывают переходные процессы на газотурбинной установке, которая является приводом электрогенератора, учитывая только момент инерции электрогенератора и редуктора, пренебрегая другими электрическими параметрами. С развитием микропроцессорной техники можно перейти от исследования поведения отдельного элемента энергосистемы в динамике, к рассмотрению всей энергосистемы в целом, с применением методов математического моделирования, реализуемых в виде программно-моделирующих комплексов.

Поэтому актуальной задачей является разработка математической модели, позволяющей выполнять совместное моделирование газотурбинной установки, электрогенератора и электрической сети и использование этой модели на ранних этапах проектирования САУ ГТУ.

Цель диссертационной работы - разработка методики проектирования САУ энергетической ГТУ на основе математической модели, учитывающей взаимодействие двухвальной ГТУ, электрогенератора и электрической сети.

Для достижения сформулированной цели ставятся и решаются следующие задачи:

1. Разработать комплексную многоэлементную математическую модель, позволяющую выполнять совместное моделирование двухвальной газотурбинной установки со свободной турбиной, электрогенератора, САУ ГТУ, САУ электрогенератора, электрической сети при работе одной и более ГТЭС в локальной и централизованной энергосети.

2. Разработать способ регулирования ГТУ, осуществить его программную реализацию в математической модели, провести исследования динамических процессов.

3. Разработать методику построения САУ ГТУ, с учетом разработанной математической модели.

Цель и задачи работы обусловили выбор следующих теорий и методов исследования: теории газотурбинных двигателей, теории автоматического управления, электрических машин, математического моделирования, дифференциального исчисления, аналитического и имитационного моделирования, математического программирования.

Теоретической и методологической основой исследований являются работы Ольховского Г.Г., Павлова Г.М., Меркурьева, Г.В., Цанева C.B. и др. Научная новизна

1. Разработана и идентифицирована комплексная многоэлементная математическая модель, включающая нелинейную модель ГТУ, нелинейную

многоконтурную САУ ГТУ, модель электрогенератора, САУ электрогенератора и модель электроэнергетической системы. Математическая модель позволяет моделировать статические и динамические процессы энергетической ГТУ с учетом взаимодействия с электрической системой (электрогенератор, электрическая нагрузка, электрическая сеть), в автономном, параллельном режимах работы, а также при работе газотурбинных электростанций на централизованную сеть.

2. Проведенные комплексные исследования на модели с учетом впервые разработанного способа регулирования для повышения качества управления газотурбинной энергетической установкой обосновали применимость подобных газотурбинных установок со свободной турбиной в локальных сетях. На защиту выносятся;

- комплексная многоэлементная математическая модель, включающая модели структурных элементов (ГТУ, электрогенератор, САУ ГТУ, САУ электрогенератора и энергосеть) и модель взаимодействия элементов для статического и динамического моделирования энергосистемы и входящих в её состав энергоблоков (ГТЭС) в режимах, автономной, параллельной работы и работы на энергосеть;

- способ регулирования ГТУ для повышения качества вырабатываемой электроэнергии ГТЭС;

- методика разработки САУ ГТУ на основе математической модели. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех

глав, заключения, списка литературы, включающего 56 наименований. Основная часть работы содержит 122 страницы, включающие 42 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Лисовин, Игорь Георгиевич

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработана комплексная многоэлементная математическая модель, позволяющая выполнять моделирование динамических и статических процессов при совместной работе ГТУ, электрогенератора, САУ ГТУ, САУ электрогенератора, электрической сети при работе одной и более ГТЭС в локальной и централизованной энергосети.

Модель состоит из нелинейной математической модели ГТУ, которая описывается системой алгебраических и дифференциальных уравнений 1-ого порядка по каждому узлу двигателя, а также из моделей структурных элементов электрической системы, которые описываются векторно-матричными уравнениями, полученными из системы уравнений Парка-Горева. Модели САУ ГТУ и САУ электрогенератора основываются на ПИД законах регулирования.

2. Выполнена программная реализация разработанной математической модели, в виде программно-моделирующего комплекса. Модель ГТУ программно реализована на языке Fortran. Интерфейс и программные модули электрической системы разработаны в среде Borland Delphi на языке программирования Object Pascal. Для объединения моделей в среду с одним интерфейсом, модель ГТУ представлена в виде подключаемой динамической библиотеки.

3. Проведены численное моделирование и натурное исследование комплексной многоэлементной математической модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети на примере расчета динамических режимов для ГТУ-12-ПГ-2 и ГТУ-6П. Максимальная погрешность при сравнении экспериментальных и расчетных данных не превысила 4 %. Критерий согласия %2 - Пирсона подтвердил адекватность математической модели во всех рассматриваемых случаях. Повышена точность моделирования статических и динамических процессов на 2 %.

4. Разработана методика проектирования САУ ГТУ на основе комплексной многоэлементной математической модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети, которая за счет учета электрической системы, позволит сократить время для первичной настройки коэффициентов усиления контуров управления в два и более раз.

5. Разработан и внедрен способ управления ГТУ, для повышения качества управления энергетической установкой. Моделированием установлено, что для газотурбинного двигателя, приводящего электрический генератор, зависимость пткэад от пткпр для режима разгона (1=1) должна быть различной при включенной о зад о зад нагрузке генератора и при ее отключении: птк = /х(пгкПР) и птк = /3(пТКПР) соответственно. Чаще всего зависимость пткшд = /3 (пгк ПР) реализуется при работе газотурбинного двигателя при переходе с режима холостого хода на режим заданной нагрузки при работе электрического генератора на автономную нагрузку. При этом целесообразно соблюдать соотношение о зад 1 . о зад 3 ~ . гу. /птк / птк ~ 3.4. Также, должна быть предоставлена возможность о зад регулировки зависимостей птк от птк пр.

Продемонстрирована эффективность способа на примере расчета динамического режима для Урал-6000, разработки ОАО «Авиадвигатель».

Увеличение программы ускорения пткш> = /3 (птк П1,) на + 300 об/(мин*с), привело к меньшему провалу частоты вращения СТ на 50 об/мин, с одновременным сохранением газодинамической устойчивости двигателя и обеспечением статической и динамической устойчивости электростанции (энергосистемы) в целом. Внедренный алгоритм наработал в составе САУ Урал-2500, Урал-4000 и Урал-6000 более 100 000 часов.

6. Разработанная математическая модель и на основе её программно-моделирующий комплекс могут применяться для моделирования динамических и статических режимов работы различных российских и зарубежных газотурбинных электростанций. В составе комплекса могут быть реализованы разные ПО САУ ГТУ и ПО САУ электрогенератора.

Таким образом, программно-моделирующий комплекс является инструментом, для исследователей, инженеров работающих с газотурбинными электростанциями, или для разработчиков САУ ГТУ или САУ электрогенератора для ГТЭС.

7. Разработанный программно-моделирующий комплекс на основе комплексной многоэлементной математической модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети эксплуатируется на предприятии ОАО «Авиадвигатель» для исследования особенностей динамических режимов на эксплуатируемых газотурбинных электростанциях, а также применяется при разработке вновь создаваемых САУ ГТУ.

8. Внедрение ПМК позволило ОАО «Авиадвигатель» получить экономический эффект:

- от сокращения времени на разработку, отладку и производство системы управления ГТЭС, 300 ООО руб. на каждую новую разработку, 150 ООО руб. на подготовку серийной САУ (введение изменений);

- от сокращения времени пусконаладочных работ за счет качественной подготовки ПО САУ (настройки коэффициентов) с использованием ПМК 70 ООО руб. на каждую ПНР;

- от сокращения времени и затрат на исследование причин случаев нештатной работы САУ ГТЭС 65 ООО руб. на каждый случай нештатных ситуаций;

- от прибыли за проведение расчетов по договорам со сторонними организациями.

Суммарный экономический эффект от разработки и внедрения ПМК составил ориентировочно 985 ООО руб.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А - коэффициенты расхода газа через турбину или сопло Ср, Су - удельные теплоемкости воздуха, ккал/кг*град СРТ - теплосодержание (энтальпия) воздуха, ккал/кг

-г 2

Б - площадь, см в - расход газа, топлива, кг/с, кг/ч I - момент инерции, кгс* см*с2 Н - высота над уровнем моря, м к - коэффициент адиабаты п - частота вращения, об/мин N - мощность, ккал/с, Вт Р - давление, кгс/см С) - тепловой поток, ккал Я - газовая постоянная, кгс*см/(кг*град) Т - температура, К

V - объем, см3

V - скорость истечения, м/сек а - коэффициент избытка воздуха X - относительная скорость потока п(к), я(^), - газодинамические функции У - весовой заряд газового объема (У=РУ/ЯТ)

V - коэффициент отборов и утечек а - коэффициент восстановления полного давления

1 - коэффициент, характеризующий расходную характеристику сопла - коэффициент тяговой характеристики сопла

ИНДЕКСЫ в - воздух вх - вход вых - выход г-газ мех - механический с - сопло квд, к - параметр за компрессором кс - камера сгорания са - сопловой аппарат КС са, гтк - параметр на входе в ТВД тк - параметр на выходе из ТВД гтнд - параметр на входе в ТНД тнд - параметр на выходе из ТНД

I - параметр на выходе из затурбинного диффузора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лисовин, Игорь Георгиевич, 2011 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белоусенко И.В. Развитие сети блочных ТЭС с участием РАО "Газпром"//Электрические станции - 1996. - №10. - с. 8-13.

2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей 4-ое издание - М: Издательство «Наука», 1969.-576 с.

3. Герасименко A.A., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие/ A.A. Герасименко, В.Т. Федин - Ростов-на-Дону: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006 - 720 стр.

4. Горнштейн В.М., Мирошниченко Б.П., Пономарев A.B. Методы оптимизации режимов энергосистем. - Москва: Энергия, 1981 г. - 336 с.

5. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

6. ГОСТ 29328-92 Установки газотурбинные для привода турбогенераторов.

7. ГОСТ Р 50783-95 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания.

8. Гультяев A.K. MATLAB 5.2 Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 1999. - 288 с.

9. Денисов В.В. Анализ нелинейных многосвязных систем автоматического управления энергетическими газотурбинными установками методом численного моделирования // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2003

10. Добрянский Г.В., Мартьянова Т.С. Динамика авиационных ГТД. - М.: Машиностроение, 1989, - 240 с.

11. Дьяков А.Ф. Малая энергетика России. Проблемы и перспективы. - Москва: Энергопрогресс, 2003 г. - 128 с.

12. Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения -Москва: СОЛОН-Пресс, 2005 г. - 800 с.

13. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.

14. Иноземцев A.A. Энергетические и промышленные газотурбинные установки на базе авиационных ТРДД ОАО «Авиадвигатель». Принципы

конвертации - научно-технический и производственный журнал Тяжелое машиностроение, 2009. № 9

15. Иноземцев A.A., Нихамкин М.А., Сандрацкий B.JI. Автоматика и регулирование авиационных двигателей и энергетических установок. - М.: Машиностроение, 2008 . - Т.5. - 187 с.

16. Иноземцев A.A., Нихамкин М.А., Сандрацкий В. Л. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. - М.: Машиностроение, 2008. -Т.1.- 201 с.

17. Иноземцев A.A., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. - Пермь: ОАО «Авиадвигатель», 2006 г. - 1202 с.

18. Кавалеров Б.В., Полулях А.И., Шигапов A.A., Лисовин И.Г. Программный моделирующий комплекс для испытания и настройки систем автоматического управления газотурбинными установками наземных электростанций// Вестник Московского авиационного института 2010, т. 17, №5 -С. 200-211

19. Кислицын А.Л. Синхронные машины: Учебное пособие по курсу «Электромеханика»: Ульяновск - 108 с.

20. Комплекс математических моделей электрогенератора и электросети (нагрузки) - Анализ результатов моделирования. Техническая справка № 48334. Лисовин И.Г. Пермь, ОАО «Авиадвигатель», 2009 г. 28 с.

21. Комплекс математических моделей электрогенератора и электросети (нагрузки) — Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными. Техническая справка № 50109. Пермь, ОАО «Авиадвигатель», 2010 г. 20 с.

22. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин -Москва: Высшая школа, 1987 г. - 247 с.

23. Лисовин И.Г., Полулях А.И. Опыт разработки программного обеспечения САУ ГТЭС в ОАО «Авиадвигатель»// Сборник тезисов докладов Ш-й международной научно-технической конференции «Авиадвигатели XXI века», М.: ЩАМ, - 2010, С. 754-756

24. Лисовин И.Г., Полулях А.И., Шигапов A.A. Моделирование САУ ГТУ электростанций малой мощности// Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Новые решения и технологии в газотурбостроении», М.: ЦИАМ, - 2010, С.45-46

25. Лисовин И.Г., Полулях А.И. Расчет предельно-допустимых ускорений при переходных процессах на электростанциях малой мощности// Материалы XI Всероссийской научно-технической конференции - Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации-2008, Пермь: Пермский государственный технический университет, - 2008, С. 208-211

26. Лисовин И.Г., Полулях А.И. Управление свободной турбиной электростанцией малой мощности в режиме автономной работы// Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции - Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации-2009, Пермь: Пермский государственный технический университет, - 2009, С. 335

27. Лисовин И.Г., Полулях А.И. Моделирование переходных процессов газотурбинных электростанций малой мощности// Научно-технический конгресс по двигателестроению, М.: АССАД, - 2010, С. 291-292

28. Мелешкин Г.А., Меркурьев Г.В. Устойчивость энергосистем. Монография. Книга 1: СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006 - 369 с.

29. Меркурьев Г.В., Шаргин Ю.М. Устойчивость энергосистем. Расчеты: Монография. - Спб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006- 350 с.

30. Нефтегазовая вертикаль: Ежемесячный научно-технический и производственный журнал. // подбор статей за 2001-2003 гг.

31. Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки, М: Энергоатомиздат, 1985-304 с.

32. Павлов Г.М., Меркурьев Г.В. Автоматика энергосистем. - Санкт -Петербург: НОУ Центр подготовки кадров энергетики, 2001. - 387 с.

33. Першин П.И. Разработка математической модели многоагрегатной газотурбинной электростанции для исследования и оптимизации алгоритмов управления // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2006

34. Программный комплекс «Комплекс математических моделей электрогенератора и электросети» («КМЭС»): Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611839/ Петроченков А.Б., Кавалеров Б.В., Шигапов A.A., Один К.А., Полулях А.И., Ситников A.C., Лисовин И.Г., Ширинкина E.H. № 2010618413; заявл. 30.12.2010; зарегистрировано 28.02.2011.

35. Полулях А.И., Лисовин И.Г., Кавалеров Б.В., Шигапов A.A. Автоматизация настройки регуляторов газотурбинных мини-электростанций при компьютерных испытаниях// Автоматизация в промышленности. — 2011, №6, С. 14-17

36. Программно-моделирующий комплекс КМЭС. Технический проект. -Пермь: ПГТУ, 2008 г. - 162 с.

37. Программа КМЭС. Руководство оператора. - Пермь: ПГТУ, 2009 г. - 28 с.

38. Проблемы проектирования и развития систем автоматического управления и контроля ГТД / С.Т. Кусимов, Б.Г.Ильясов, В.И. Васильев и др. - М.: Машиностроение, 1999.-609 с.

39. РД 34.20.501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации

40. Самарский A.A., Гулин A.B. Численные методы Москва: Наука, 1989 г.

41. Соколов B.C. Газотурбинные установки: Учеб. Пособие для сред. ПТУ - М.: Высш. Шк., 1986.-151 с.

42. Способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной: пат. 2374473 Рос. Федерация/ Бурдин В.В., Гладких В.А., Динабург P.C. № 118259/06; заявл. 07.05.2008; опубл. 27.11.2009 -5 с.

43. Стандарт организации СТО ОАО РАО «ЕЭС РОССИИ» Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике - Регулирование частоты и перетоков активной мощности в ЕЭС и изолированно работающих энергосистемах России.

44. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов / Ю.С. Елисеев, Э.А. Манушин, В.Е. Михальцев и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2000. - 640 с.

45. Технический отчет № 28358, Алексеев В.В. ГТУ-4П Математическая модель для расчета статических и динамических характеристик, ОАО «Авиадвигатель», 1995.-44 с.

46. Способ управления газотурбинным двигателем на режимах разгона и дросселирования: пат. 2403419 С1 Рос. Федерация/ Трубников Ю.А., Саженков А.Н., Кучевасов К.П., Тимкин Ю.И., Лисовин И.Г. № 2122745/98; заявл. 30.06.2009; опубл. 10.11.2010 Бюл. № 31 - 7 с.

47. Хомоненко А.Д. и др, Delphi 7 - СПб: БХВ- Петербург, 2008. - 1216 с.

48. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов/Под редакцией С.В. Цанева - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 584 с.

49. Шигапов А.А. Компьютерная поддержка автоматизированных испытаний систем автоматического управления газотурбинных электростанций на основе математической модели электроэнергетической системы. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2010

50. Шигапов А.А., Лисовин И.Г. Разработка программно-моделирующего комплекса для настройки и оптимизации алгоритмов управления газотурбинной электростанцией// Тезисы докладов LVI научно-технической конференции «Применение газотурбинных установок в энергетике и промышленности»: Российская академия наук, Комиссия по газовым турбинам РАН, Пермь: ОАО «Всероссийский теплотехнический институт», ОАО «Авиадвигатель», - 2009, С. 74-77.

51. Электротехнический справочник, т.З, кн.1 Производство и распределение электрической энергии под общ. ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова и др. 7-е изд., испр. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

52. Gas Turbine World 2010 GTW Handbook - For Project Planning, Engineering, Construction and Operation, Volume 28.

53. Edward Wacek, General Electric Aeroderivative technology: A more efficient use of gas turbine technology, 2010-Jan-15

54. www.gepower.com

55. www.pw.utc.com

56. www.rolls-royce.com

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель генерального конструктора ОАО "Авиадвигатель" 11.Л. Кокшаров

и

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы в ОАО "Авиадвигатель"

и

Результаты диссертационной работы Лисовина И.Г. "Повышение качества управления газотурбинной энергетической установкой на базе авиадвигателя при работе в локальной сети" используются в ОАО "Авиадвигатель" при проектировании и разработке систем автоматического управления ГТУ для газотурбинных электростанций.

Разработанная в работе методика проектирования САУ ГТУ на основе комплексной многоэлементной математической модели взаимодействия ГТУ, электрогенератора и электросети используется при проектировании систем автоматического управления ГТУ-2.5П, ГТУ-4П, ГТУ-6Г1 на базе авиадвигателя типа Д-30 и ГТУ-16П на базе авиадвигателя типа ПС-90А.

Разработанный способ управления ГТУ внедрен в состав САУ ГТУ-2.5П, ГТУ-4Г1 и ГТУ-6П и наработка с его использованием составляет более 100 ООО часов.

Начальник отделения автоматики

Ю.А.Трубников