CN101000017A - 用于燃气轮机燃料控制的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于燃气轮机燃料控制的方法和装置。一种用以减少或消除燃气轮机燃料控制系统(100)中的振荡的方法，包括：利用发动机样机(102)调节供给燃气轮机(104)的气体供给压力，检测实际供给的气体压力，和应用积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机样机，以控制和减少气体燃料供给变化。

Description

用于燃气轮机燃料控制的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及燃气轮机，尤其涉及燃气轮机的燃料控制系统。
背景技术
参见图2，至少一种已知现有技术的工业燃气轮机气体燃料控制系统200依靠在一组平行燃气控制阀202、204上游侧的稳定燃料压力P2。为此，压力控制阀206被直接应用在平行燃气控制阀202、204上游侧，以调节该级间压力P2。
由气体燃料供给压力P1变化引起的燃料级间压力P2的持久振荡会变成燃气轮机燃料控制系统200中的一个问题。现有技术的比例量208加上积分210控制只对P2误差起反作用，因此具有较差的P1抗干扰性能。因此，由于现有技术燃气轮机燃料控制系统中缺乏抗干扰性能，气体供给压力P1变化会促使气体燃料级间压力P2振荡。
发明内容
一方面，本发明的一些结构因此提供了一种用于减少或消除燃气轮机燃料控制系统中振荡的方法。该方法包括：利用发动机样机来调节燃气轮机的气体供给压力，检测实际供给的气体压力，和应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到该发动机样机，以控制和减少气体燃料供给变化。
另一方面，本发明的一些结构提供了一种用于减少或消除燃气轮机燃料控制系统中的振荡的装置。该装置包括：一个用来调节燃气轮机的气体供给压力的发动机样机部件，一个用来检测实际供给到该涡轮的气体压力的压力传感器，和一个积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块，该模块为用来向发动机样机提供正反馈参考信号，以控制和减少气体燃料供给变化。
应当理解，本发明的构造最小化或至少减少气体燃料系统供给压力变化对调节的气体级间压力的影响。
附图说明
图1是表示本发明的燃气轮机燃料控制系统构造的方框图。
图2是表示现有的燃气轮机控制系统的方框图。
具体实施方式
本发明的技术效果是最小化或至少减少气体燃料系统供给压力变化对调节的气体级间压力的影响。
在本发明的一些构造中并参见图1，提供了一种用于减少或消除燃气轮机燃料控制系统100中振荡的方法。该方法包括利用发动机样机102调节供给燃气轮机104的气体供给压力P1，利用压力表或计106检测实际供给的气体压力，并将积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈108施加给发动机样机102，以控制和减少气体燃料供给变化。
在本发明的一些构造中，应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器还包括对信号进行积分110，该信号包括来自于发动机样机102、从压力设定值(setpoint)减出的压力反馈信号P2，以建立积分信号112。
在一些构造中，应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器还包括，将来自于发动机样机102、由控制增益114相乘的压力反馈信号加到积分信号上，以建立积分/总和信号116。
同样在一些构造中，应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器还包括，将由前馈增益118相乘的压力设定值P2加到积分/总和信号116上，以产生前馈/积分/总和信号(在图1中，该前馈/积分/总和信号是加法器120内部的)。
而且在一些构造中，应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器还包括，将测得的、由干扰增益122相乘的气体供给压力P1加到积分/总和信号上，以产生干扰/积分/总和信号(在图1的构造中在加法器120内部)。
同样在一些构造中，应用积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器还包括，将由前馈增益118相乘的压力设定值P2和测得的、由干扰增益122相乘的气体供给压力P1加到积分/总和信号上，以产生输给发动机样机102的正反馈参考信号124。
在一些构造中并且仍然参见图1，提供了一种用于减少或消除燃气轮机燃料控制系统中的振荡的装置。该装置包括构造为用以调节供给燃气轮机104的气体供给压力P1的发动机样机部件102。发动机样机部件102例如是运行控制程序的的计算机或处理器，或者是另一种类型的执行发动机样机所需功能的电路，其或者为模拟电路或者是数字电路。该装置还包括构造为用以检测实际供给涡轮104的气体压力的压力传感器106，和积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块108，该模块构造为用以向发动机样机102提供正反馈参考信号122，以控制和减少气体燃料供给变化。
在一些构造中，积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括积分器110，其构造为用以对包括来自于发动机样机102、从压力设定值P2中减出的压力反馈信号的信号进行积分，以建立积分信号112。
同样在一些构造中，积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括加法模块124，其构造为用以将来自于发动机样机102、由控制增益114相乘的压力反馈信号加到积分信号上，以建立积分/总和信号116。
而且在一些构造中，积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括加法模块120，其构造为用以将由前馈增益118相乘的压力设定值P2加到积分/总和信号116上，以产生前馈/积分/总和信号(图1中，这发生在加法模块120内)。
在一些构造中，积分状态反馈加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括这样加法模块120，其构造为用以将测得的、由干扰增益120相乘的气体供给压力P1加到积分/总和信号116上，以产生干扰/积分/总和信号(图1中，也是发生在加法模块120内)。
在一些构造中，该构造为用以将测得的、由干扰增益120相乘的气体供给压力P1加到积分/总和信号上的加法模块还构造为，用以将由前馈增益118相乘的压力设定值P2和测得的、由干扰增益120相乘的P1加到积分/总和信号116上，以产生输给发动机样机102的正反馈参考信号120。
在一些构造中，该装置还包括由发动机样机102控制的气体燃料供给126，且还包括燃气轮机104。
构造为用以执行算术运算的各种模块和部件可以数字硬件和/或软件的形式实现，例如包括具有存储器的微处理器/控制器，储存的程序在该存储器中进行此处所述的算术运算。通过运用合适的硬件，包括发动机样机的大多数或所有控制块都可以单个集成电路或多个集成电路和/或分立元件的形式设置。
应当理解，本发明的构造最小化或至少减少气体燃料系统供给压力变化对稳定气体级间压力的影响。尤其是，初始模拟结果相对于图2中所示的现有构造而言，显示了在级间压力P2中93.75％的振荡减少。
虽然本发明依照各种特定的实施例进行了描述，但是本领域的技术人员可以认识到，本发明可以在权利要求的精神和范围内进行修改实施。
零件列表
  100   燃料控制系统
  102   发动机样机
  104   燃气轮机
  106   压力传感器
  108   反馈
  110   积分器
  112   积分信号
  114   控制增益
  116   积分/总和信号
  118   前馈增益
  120   加法模块
  122   干扰增益
  124   正反馈参考信号
  126   气体燃料供给
  200   气体燃料控制系统
  202   气体控制阀
  204   控制阀
  206   压力控制阀
  208   比例量
  210   积分

Claims (10)

1、一种用以减少或消除燃气轮机燃料控制系统(100)中的振荡的方法，所述方法包括如下步骤：
利用发动机样机(102)调节燃气轮机(104)的气体供给压力；
检测实际供给的气体压力；和
施加积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机样机，以控制和减少气体燃料供给变化。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述施加积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器的步骤还包括对信号进行积分，该信号包括来自于发动机样机(102)的、从压力设定值减去的压力反馈信号，以产生积分信号(112)。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述施加积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈到发动机控制器的步骤还包括，将来自于发动机样机(102)、由控制增益(114)相乘的压力反馈信号加到该积分信号上，以产生积分/总和信号(116)。
4、一种用于减少或消除燃气轮机燃料控制系统(100)中的振荡的装置，所述装置包括：
一个用来调节燃气轮机(104)的气体供给压力的发动机样机部件(102)；
一个用来检测实际供给该涡轮的气体压力的压力传感器(106)；和
一个积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块，该模块用来向发动机样机提供正反馈参考信号(124)，以控制和减少气体燃料供给变化。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括一个积分器(110)，用来对包括来自于发动机样机(102)、从压力设定值中减出的压力反馈信号的信号进行积分，以产生积分信号(112)。
6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括一个加法模块(120)，用来将来自于发动机样机、由控制增益相乘的压力反馈信号加到该积分信号(112)上，以产生积分/总和信号(116)。
7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括一个加法模块(120)，用来将由前馈增益相乘的压力设定值加到该积分/总和信号(112)上，以产生前馈/积分/总和信号。
8、根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的积分状态反馈(108)加上结合有积分加状态反馈的气体供给压力前馈模块还包括一个加法模块(120)，用来将测得的、由干扰增益(122)相乘的气体供给压力加到该积分/总和信号(116)上，以产生干扰/积分/总和信号。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述的用来将测得的、由干扰增益(122)相乘的气体供给压力加到该积分/总和信号(116)上的加法模块(120)还用来将由前馈增益相乘的压力设定值和测得的、由干扰增益相乘的气体供给压力加到该积分/总和信号上，以产生输入给发动机样机(102)的正反馈参考信号(124)。
10、根据权利要求4所述的装置，其特征在于还包括一个由发动机样机(102)控制的气体燃料供给源，且还包括一燃气轮机(104)。
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