RU2721791C1 - Method for power controlling of system gas turbine - generator - Google Patents

Method for power controlling of system gas turbine - generator Download PDF

Info

Publication number
RU2721791C1
RU2721791C1 RU2019134329A RU2019134329A RU2721791C1 RU 2721791 C1 RU2721791 C1 RU 2721791C1 RU 2019134329 A RU2019134329 A RU 2019134329A RU 2019134329 A RU2019134329 A RU 2019134329A RU 2721791 C1 RU2721791 C1 RU 2721791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
gas turbine
turbine
setpoint
generator
Prior art date
Application number
RU2019134329A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Валерьевич Бабков
Юрий Иванович Клименко
Николай Валерьевич Грачев
Елена Геннадьевна Каргулина
Original Assignee
Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") filed Critical Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ")
Priority to RU2019134329A priority Critical patent/RU2721791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721791C1 publication Critical patent/RU2721791C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in controlling engines, particularly when controlling power of a gas turbine-generator system, e.g. gas turbo-locomotives, hybrid locomotives. In the gas turbine – generator system power control method, the by the comparison result of the gas turbine power shaft turbine shaft speed setting with its actual value generates the fuel flow setpoint required to maintain the specified power turbine rotation frequency. Simultaneously, according to actual value of electric power of traction generator, set fuel flow rate required to maintain measured power of traction generator. Setpoints are summed up and set as setting of fuel flow rate supplied to gas turbine. Rotary speed sensors measure the turbine low- and high-pressure turbine rotational speeds, measure the air temperature at the inlet of the gas turbine; on the basis of these measurements the current capacity of the gas turbine is calculated, by the value of which the maximum setting of fuel consumption is calculated. Specifying minimum fuel consumption setting; comparing the setpoint of fuel flow supplied to the gas turbine with the rated maximum setpoint and the set minimum fuel setpoint. If the fuel flow rate setting is less than the minimum value, the fuel consumption setting is assumed to be equal to the minimum value; if the fuel flow rate setting is more than the maximum one, then the fuel consumption setting is assumed to be equal to the maximum value. Maximum power on power turbine shaft is calculated, which can be obtained at maximum fuel consumption setting; rated maximum power on power turbine shaft is compared with preset power of traction generator. If the specified power of the traction generator exceeds the rated maximum power on the shaft of the power turbine, then the specified power of the traction generator is accepted equal to the rated maximum power on the shaft of the power turbine.
EFFECT: excluding the possibility of surging in the gas turbine and providing the conditions for formation of the energy-optimal trajectory of the gas turbine – generator system loading in the entire power control range.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области управления двигателями, в частности к регулированию мощности системы газовая турбина - генератор, например, газотурбовозов, гибридных локомотивов.The invention relates to the field of engine control, in particular to regulating the power of a gas turbine-generator system, for example, gas turbine locomotives, hybrid locomotives.

Известна турбогенераторная установка, содержащая газовую турбину, вал которой непосредственно соединен с ротором синхронного генератора переменного тока. Синхронный генератор переменного тока последовательно соединен со статическим преобразователем частоты, выполненном в виде двух тиристорных мостов, соединенных между собой через катушку индуктивности. Статический преобразователь через трансформатор соединен с электрической сетью. Способ регулирования известной турбогенераторной установки заключается в управлении статическим преобразователем частоты посредством двух измерительных трансформаторов. При запуске турбины статический преобразователь частоты питает от внешней сети синхронный генератор переменного тока, который в данном случае работает в двигательном режиме. После запуска синхронным генератором переменного тока турбины и выхода ее на заданные параметры статический преобразователь частоты реверсируется, преобразовывает вырабатываемую синхронным генератором переменного тока электрическую энергию и передает ее во внешнюю сеть (см. патент РФ №2195763, МПК Н02Р 9/04, опубл. 27.12.2002 г.).A known turbogenerator installation containing a gas turbine, the shaft of which is directly connected to the rotor of a synchronous alternator. The synchronous alternator is connected in series with a static frequency converter, made in the form of two thyristor bridges connected to each other through an inductor. The static converter is connected to the mains through a transformer. A method of controlling a known turbogenerator installation is to control a static frequency converter by means of two measuring transformers. When the turbine starts, the static frequency converter feeds from the external network a synchronous alternator, which in this case operates in a motor mode. After the turbine is started by the synchronous alternating current generator and its output reaches the specified parameters, the static frequency converter is reversed, converts the electric energy generated by the synchronous alternating current generator and transfers it to the external network (see RF Patent No. 2195763, IPC Н02Р 9/04, publ. 27.12. 2002).

Недостатком способа регулирования известной турбогенераторной установки является невозможность достаточно быстро и в широких пределах регулировать мощность турбины при значительных изменениях нагрузки, что требуется в условиях применения газотурбинного агрегата на локомотиве.The disadvantage of the regulation method of the known turbogenerator installation is the inability to quickly and widely control the power of the turbine with significant changes in load, which is required when using a gas turbine unit on a locomotive.

Известен способ регулирования турбогенераторной установки, согласно которому на исполнительное звено турбины (механизм управления дозатором) подают регулирующее воздействие и на исполнительное звено возбудителя генератора также подают регулирующее воздействие, причем регулирующее воздействие на исполнительный механизм турбины формируют, по меньшей мере, на основе двух управляющих параметров турбины, управляющее воздействие на исполнительное звено возбудителя формируют также на основе двух управляющих параметров возбудителя, при этом один из управляющих параметров турбины является управляющим параметром для возбудителя генератора, а один из управляющих параметров возбудителя генератора является управляющим параметром для исполнительного механизма турбины. В качестве таких регулирующих параметров используют отклонение мощности генератора, отклонение напряжения генератора или значения частоты вращения вала турбины. Регулируемая система представляет собой турбину, вал которой напрямую соединен с генератором. Для регулирования поступающего в турбину потока рабочей среды предусмотрено исполнительное звено, которое может быть выполнено в виде дозатора. Вращающаяся часть генератора имеет обмотку возбуждения, которую питает исполнительное звено возбудителя, выполненное в виде тиристорного блока. Регулирование положения дозатора и регулирование тиристорного блока осуществляется устройством регулирования, которое включает два блока задержки, выход одного из которых подсоединен к исполнительному элементу управления положением дозатора, а выход другого - к тиристорному блоку управления генератором. Вход каждого блока задержки соединен с выходом своего логического блока, входы каждого из которых соединены с выходами блоков, формирующих передаточные функции сигналов, поступающих на вход каждого из блоков, сравнивающих задающее воздействие по управляемым параметрам и действительные значения данных параметров, возникающие при работе системы турбина - генератор. В качестве управляющих параметров для регулирования системы могут быть использованы мощность генератора, напряжение генератора, частота генератора, число оборотов вала турбины (Патент РФ №2278464, МПК Н02Р 9/04, опубл. 20.06.2006 г.).A known method of regulating a turbogenerator installation, according to which a regulating action is applied to an actuator of a turbine (dispenser control mechanism) and a regulating effect is also applied to a generator exciter, wherein a regulating action on a turbine actuator is formed based on at least two turbine control parameters , the control action on the executive link of the pathogen is also formed on the basis of two control parameters of the pathogen, while one of the control parameters of the turbine is a control parameter for the exciter of the generator, and one of the control parameters of the exciter of the generator is the control parameter for the actuator of the turbine. As such regulatory parameters, a generator power deviation, a generator voltage deviation, or a turbine shaft speed value are used. The adjustable system is a turbine whose shaft is directly connected to the generator. To control the flow of the working medium entering the turbine, an executive link is provided, which can be made in the form of a dispenser. The rotating part of the generator has an excitation winding, which is fed by the executive link of the pathogen, made in the form of a thyristor unit. Regulation of the position of the dispenser and regulation of the thyristor unit is carried out by a control device that includes two delay units, the output of one of which is connected to the actuator for controlling the position of the dispenser, and the output of the other to the thyristor control unit of the generator. The input of each delay block is connected to the output of its logical block, the inputs of each of which are connected to the outputs of the blocks that form the transfer functions of the signals received at the input of each of the blocks, comparing the defining influence of the controlled parameters and the actual values of these parameters that occur during operation of the turbine system - generator. As control parameters for regulating the system, generator power, generator voltage, generator frequency, number of turbine shaft revolutions can be used (RF Patent No. 2278464, IPC Н02Р 9/04, publ. 06/20/2006).

Недостатком известного способа регулирования является невозможность достаточно быстро и в широких пределах регулировать мощность турбины при значительных изменениях нагрузки, что требуется в условиях применения газотурбинного агрегата на локомотиве. Реализуется узкий диапазон частот вращения турбины, близкий к номинальным значениям, что отрицательно сказывается на экономичности ее работы, снижает ресурс подшипниковых узлов агрегата.The disadvantage of this method of regulation is the inability to quickly and broadly regulate the power of the turbine with significant changes in load, which is required under the conditions of application of a gas turbine unit on a locomotive. A narrow range of turbine rotation frequencies is implemented, close to the nominal values, which negatively affects the efficiency of its operation, reduces the resource of the bearing units of the unit.

Известен способ регулирования мощности газовая турбина - генератор, принятый за прототип, в котором посредством электронной системы управления двигателем формируют сигнал управления для исполнительного устройства дозатора топлива на основе обработки сигнала датчика измерения частоты вращения газовой турбины и расчетного значения активной электрической выходной мощности генератора, в соответствии с режимом работы локомотива мощность системы задают контроллером машиниста, заданную величину мощности сравнивают с вычисленным значением фактической мощности, значение которой получают по измеренным значениям выпрямленного тяговым выпрямителем тока и напряжения, на основе полученной разности формируют сигнал управления исполнительным устройством дозатора топлива для обеспечения частоты вращения газовой турбины и управляющий сигнал для регулятора тока, обеспечивающего питание обмотки возбуждения генератора в соответствии с нагрузочной характеристикой системы газовая турбина - генератор (см. патент РФ №2628008, МПК Н02Р 9/04, опубл. 14.08.2016 г.).A known method of regulating the power of a gas turbine is a generator adopted as a prototype, in which, by means of an electronic engine control system, a control signal is generated for the fuel dispenser actuator based on the processing of a signal from a sensor for measuring the speed of a gas turbine and the calculated value of the generator’s active electric output power, in accordance with The locomotive’s operating mode sets the system’s power with the driver’s controller, the set power value is compared with the calculated actual power value, which is obtained from the measured values of the current and voltage rectified by the traction rectifier, and based on the received difference, a control signal for the fuel metering actuator is generated to ensure the gas turbine rotational speed and control signal for a current regulator providing power to the field winding of the generator in accordance with the load characteristic of the gas turbine - generator system (see Pat. ent of the Russian Federation No. 2628008, IPC Н02Р 9/04, publ. 08/14/2016).

Недостатком известного способа регулирования является то, что формирование сигнала управления исполнительным устройством дозатора топлива по разности значений заданной и измеренной частот вращения вала газовой турбины и по разности значений заданной и вычисленной фактической мощности тягового генератора без наличия ограничений, связанных с пропускной способностью газовой турбины, может привести к срыву потока (помпажу) газовой турбины и ее аварийному останову, что снижает ресурс ее работы. Также задание мощности тягового генератора при отсутствии сигнала обратной связи, характеризующего возможность газовой турбины принимать заданную мощность, отрицательно сказывается на экономичности работы газовой турбины, что также отрицательно сказывается на экономичности работы локомотива.A disadvantage of the known control method is that the formation of a control signal for the actuator of the fuel dispenser by the difference between the values of the set and measured rotational speeds of the gas turbine shaft and the difference between the values of the set and calculated actual power of the traction generator without any restrictions related to the capacity of the gas turbine can to disrupt the flow (surge) of the gas turbine and its emergency shutdown, which reduces the resource of its work. Also, setting the power of the traction generator in the absence of a feedback signal characterizing the ability of a gas turbine to receive a given power negatively affects the efficiency of the gas turbine, which also negatively affects the efficiency of the locomotive.

Техническим результатом изобретения является обеспечение наиболее энергооптимальных условий работы системы газовая турбина - генератор во всем диапазоне регулирования мощности, исключение возможности возникновений помпажей и аварийных остановов газовой турбины.The technical result of the invention is to provide the most energy-optimal operating conditions for a gas turbine-generator system in the entire range of power control, eliminating the possibility of surges and emergency shutdowns of a gas turbine.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования мощности системы газовая турбина - генератор запускают газовую турбину, имеющую механическое соединение через вал силовой турбины газовой турбины с тяговым генератором, после выполнения запуска газовой турбины по значению управляющего сигнала от задатчика мощности в электронной системе управления системой газовая турбина -генератор формируют уставку заданной мощности тягового генератора и уставку частоты вращения вала силовой турбины газовой турбины, датчиками измерения тока и напряжения, установленными на выходных шинах тягового выпрямителя, измеряют фактические значения выпрямленного тока и напряжения тягового генератора, по результату измерения этих параметров вычисляют фактическое значение электрической мощности тягового генератора, сравнивают уставку заданной мощности тягового генератора и фактическое значение электрической мощности тягового генератора, по величине рассогласования формируют уставку напряжения тягового генератора, которую сравнивают с величиной напряжения тягового генератора, измеренного датчиком напряжения, сигнал, пропорциональный величине результата сравнения, принимают за уставку тока возбуждения тягового генератора и подают на вход регулятора тока возбуждения тягового генератора, обеспечивающего питание обмотки возбуждения тягового генератора, уставку частоты вращения вала силовой турбины газовой турбины сравнивают с ее фактическим значением, поступающим в электронную систему управления от датчика измерения частоты вращения силовой турбины газовой турбины, по результату сравнения формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины газовой турбины, одновременно по фактическому значению электрической мощности тягового генератора электронной системой управления формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора, суммируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины газовой турбины, и уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора, результат суммирования принимают за уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, датчиками измерения частоты вращения измеряют частоту вращения турбины низкого давления газовой турбины и частоту вращения турбины высокого давления газовой турбины, датчиком температуры измеряют температуру воздуха на входе во входное устройство газовой турбины, на основании этих измерений в электронной системе управления вычисляют текущую пропускную способность газовой турбины, по величине текущей пропускной способности газовой турбины рассчитывают максимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, задают минимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, сравнивают уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, с расчетной максимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, и минимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, в случае, если уставка расхода топлива меньше минимальной, то уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, принимают равной минимальной, а в случае, если уставка расхода топлива больше максимальной, то уставку расхода топлива принимают равной максимальной, сигнал, пропорциональный величине уставки расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, подают на вход устройства управления дозатором топлива, с выхода которого подают сигнал управления на дозатор топлива, в электронной системе управления рассчитывают максимальную мощность на валу силовой турбины газовой турбины, которую можно получить при максимальном расходе топлива, подаваемого в газовую турбину, величину расчетной максимальной мощности сравнивают с уставкой заданной мощности тягового генератора, и в случае, если уставка заданной мощности тягового генератора, больше величины расчетной максимальной мощности, то уставку заданной мощности тягового генератора принимают равной величине расчетной максимальной мощности.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of regulating the power of the gas turbine-generator system, a gas turbine is launched, having a mechanical connection through the shaft of the power turbine of the gas turbine with the traction generator, after starting the gas turbine by the value of the control signal from the power generator in the electronic system control system gas turbine-generator form the setpoint for the set power of the traction generator and the setpoint for the rotational speed of the shaft of the power turbine of the gas turbine, current and voltage sensors installed on the output tires of the traction rectifier measure the actual values of the rectified current and voltage of the traction generator, calculate the actual values of the traction generator the value of the electric power of the traction generator, compare the setpoint of the set power of the traction generator and the actual value of the electric power of the traction generator, form the setpoint voltage according to the value of the mismatch of the traction generator, which is compared with the voltage value of the traction generator measured by the voltage sensor, a signal proportional to the value of the comparison result is taken as the setting of the excitation current of the traction generator and fed to the input of the excitation current regulator of the traction generator that provides power to the excitation winding of the traction generator, the speed setting the shaft of the power turbine of the gas turbine is compared with its actual value supplied to the electronic control system from the sensor for measuring the frequency of rotation of the power turbine of the gas turbine, the result of the comparison is the setting of the fuel flow rate supplied to the gas turbine, necessary to maintain a given frequency of rotation of the power turbine of the gas turbine, at the same time, based on the actual value of the electric power of the traction generator, the electronic control system forms the setpoint for the fuel consumption supplied to the gas turbine, necessary to maintain the measured power of the traction gene the iterator, summarize the fuel consumption setting supplied to the gas turbine, necessary to maintain the specified rotation speed of the power turbine of the gas turbine, and the fuel consumption setting, supplied to the gas turbine, necessary to maintain the measured power of the traction generator, the summation result is taken as the fuel consumption setting, supplied into a gas turbine, the rotational speed measuring sensors measure the rotational speed of the low-pressure turbine of the gas turbine and the rotational speed of the high-pressure turbine of the gas turbine, the temperature sensor measures the air temperature at the inlet of the gas turbine inlet, based on these measurements, the current throughput is calculated in the electronic control system gas turbine, according to the value of the current throughput of the gas turbine, calculate the maximum setpoint of the fuel flow supplied to the gas turbine, set the minimum setpoint of the fuel flow supplied to the gas turbine, compare the set point p the flow rate of fuel supplied to the gas turbine with the estimated maximum setpoint of the flow rate of fuel supplied to the gas turbine and the minimum setpoint of fuel flow supplied to the gas turbine, if the setpoint flow rate is less than the minimum, the setpoint of fuel flow rate supplied to the gas turbine take equal to the minimum, and if the fuel consumption setting is greater than the maximum, then the fuel consumption setting is taken to be maximum, a signal proportional to the value of the fuel consumption setting supplied to the gas turbine is fed to the input of the fuel metering control device, the output of which gives a signal the fuel dispenser control, in the electronic control system, the maximum power on the shaft of the power turbine of the gas turbine is calculated, which can be obtained at the maximum fuel consumption supplied to the gas turbine, the value of the calculated maximum power is compared with the setpoint for the set power of the traction generator, and if the setting given power of the traction generator, greater than the value of the estimated maximum power, then the setpoint of the set power of the traction generator is taken equal to the value of the estimated maximum power.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ.The drawing shows a block diagram of a device that implements the method.

Устройство для реализации предлагаемого способа состоит из:A device for implementing the proposed method consists of:

- газовой турбины 1, в состав которой входят: турбина 2 низкого давления, турбина 3 высокого давления и силовая турбина 4;- gas turbine 1, which includes: low pressure turbine 2, high pressure turbine 3 and power turbine 4;

- электронной системы управления системы газовая турбина - генератор, в состав которой входят: блок 9 расчета задаваемой мощности электропередачи, блок 10 задания частоты вращения вала силовой турбины 4, блок 11 расчета измеренной мощности тягового генератора 5, блок 12 задания напряжения тягового генератора 5, блок 13 задания тока возбуждения тягового генератора 5, блок 14 сравнения частоты вращения вала силовой турбины 4, блок 15 задания расхода топлива по частоте вращения вала силовой турбины 4, блок 16 задания расхода топлива по измеренной мощности тягового генератора 5, сумматор 17, блок 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1, блок 19 расчета максимального расхода топлива, блок 20 задания минимального расхода топлива газовой турбины 1, блок 21 задания расхода топлива газовой турбины 1, блок 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4.- an electronic control system for a gas turbine-generator system, which includes: a unit 9 for calculating a set power transmission power, a unit 10 for setting a shaft speed of a power turbine 4, a unit 11 for calculating a measured power for the traction generator 5, a unit 12 for setting the voltage of the traction generator 5, a unit 13 sets the excitation current of the traction generator 5, block 14 compares the rotational speed of the shaft of the power turbine 4, block 15 sets the fuel consumption by the frequency of rotation of the shaft of the power turbine 4, block 16 sets the fuel consumption by the measured power of the traction generator 5, adder 17, block 18 for calculating the throughput capabilities of a gas turbine 1, block 19 for calculating the maximum fuel consumption, block 20 for setting the minimum fuel consumption of the gas turbine 1, block 21 for setting the fuel consumption of the gas turbine 1, block 22 for calculating the maximum power for the maximum fuel consumption on the shaft of the power turbine 4.

Газовая турбина 1 через вал силовой турбины 4 механически соединена с валом тягового синхронного генератора 5, выход которого подключен к неуправляемому выпрямителю 6. Силовой выход неуправляемого выпрямителя 6 подключен к датчику 7 напряжения и через датчик 8 тока к тяговым электродвигателям (на схеме не показаны);The gas turbine 1 through the shaft of the power turbine 4 is mechanically connected to the shaft of the synchronous traction generator 5, the output of which is connected to an uncontrolled rectifier 6. The power output of the uncontrolled rectifier 6 is connected to the voltage sensor 7 and through the current sensor 8 to the traction motors (not shown in the diagram);

Задатчиком 23 мощности, например, контроллером машиниста, задают мощность системы газовая турбина - генератор, сигнал с выхода задатчика 23 мощности поступает на один из входов блока 9 расчета задаваемой мощности электропередачи и на вход блока 10 задания частоты вращения вала силовой турбины 4.The power generator 23, for example, the driver’s controller, sets the power of the gas turbine-generator system, the signal from the output of the power generator 23 is fed to one of the inputs of the unit 9 for calculating the set power transmission power and to the input of the unit 10 for setting the shaft speed of the power turbine 4.

С выхода датчика 7 напряжения сигнал, пропорциональный измеренному напряжению с выхода неуправляемого выпрямителя 6, поступает на один из входов блока 11 расчета измеренной мощности, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный току неуправляемого выпрямителя 6, измеренный датчиком тока 8, с выхода блока 11 расчета измеренной мощности сигнал, пропорциональный измеренной мощности с выхода неуправляемого выпрямителя 6, поступает на один из входов блока 12 задания напряжения тягового генератора 5 и на вход блока 16 задания расхода топлива по измеренной мощности тягового генератора 5, с выхода блока 12 задания напряжения тягового генератора 5 сигнал, пропорциональный заданному напряжению тягового генератора 5, поступает на вход блока 13 задания тока возбуждения тягового генератора 5, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный напряжению на выходе неуправляемого выпрямителя 6, измеренного датчиком 7 напряжения, с выхода блока 13 задания тока возбуждения тягового генератора 5 сигнал, пропорциональный заданному току возбуждения тягового генератора 5, поступает на вход регулятора 24 тока возбуждения тягового генератора 5, силовой выход которого питает обмотку возбуждения тягового генератора 5.From the output of the voltage sensor 7, a signal proportional to the measured voltage from the output of the uncontrolled rectifier 6 is fed to one of the inputs of the measured power calculation unit 11, the other input of which receives a signal proportional to the current of the uncontrolled rectifier 6 measured by the current sensor 8 from the output of the calculation block 11 the measured power, a signal proportional to the measured power from the output of the uncontrolled rectifier 6, is fed to one of the inputs of the unit 12 for setting the voltage of the traction generator 5 and to the input of the unit 16 for setting the fuel consumption for the measured power of the traction generator 5, from the output of the unit for setting the voltage of the traction generator 5, the signal proportional to the specified voltage of the traction generator 5, is fed to the input of the unit 13 for setting the excitation current of the traction generator 5, the other input of which receives a signal proportional to the voltage at the output of the uncontrolled rectifier 6, measured by the voltage sensor 7, from the output of the unit for specifying the excitation current of the traction about generator 5, a signal proportional to a given excitation current of the traction generator 5 is fed to the input of the regulator 24 of the excitation current of the traction generator 5, the power output of which feeds the excitation winding of the traction generator 5.

С выхода блока 10 задания частоты вращения вала силовой турбины 4 сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения силовой турбины 4, поступает на один из входов блока 14 сравнения частоты вращения вала силовой турбины 4, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный частоте вращения вала силовой турбины 4, измеренный датчиком 25 частоты вращения, с выхода блока 14 сравнения частоты вращения вала силовой турбины 4 сигнал, равный рассогласованию заданной в блоке 10 и измеренный датчиком 25 частоты вращения вала силовой турбины 4, поступает на вход блока 15 задания расхода топлива по частоте вращения вала силовой турбины 4, с выхода которого сигнал, пропорциональный заданному расходу топлива по частоте вращения вала силовой турбины 4, поступает на один из входов сумматора 17, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 16 задания расхода топлива по измеренной мощности тягового генератора 5, пропорциональный заданному расходу топлива по измеренной мощности тягового генератора 5, с выхода сумматора 17 сигнал, равный сумме заданных расходов топлива газовой турбины 1 по частоте вращения вала силовой турбины 4 и по измеренной мощности тягового генератора 5, поступает на первый из трех входов блока 21 задания расхода топлива газовой турбины 1, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный заданному минимальному расходу топлива, с выхода блока 20 задания минимального расхода топлива газовой турбины 1.From the output of the unit 10 for setting the frequency of rotation of the shaft of the power turbine 4, a signal proportional to the set frequency of rotation of the power turbine 4 is supplied to one of the inputs of the unit 14 for comparing the frequency of rotation of the shaft of the power turbine 4, the other input of which receives a signal proportional to the frequency of rotation of the shaft of the power turbine 4 measured by the speed sensor 25, from the output of the power turbine shaft rotation speed comparison unit 14, the signal equal to the mismatch specified in block 10 and measured by the power turbine shaft speed sensor 25, is fed to the input of the fuel flow rate setting unit 15 according to the power shaft speed turbine 4, from the output of which a signal proportional to a given fuel consumption in accordance with the rotational speed of the shaft of a power turbine 4 is supplied to one of the inputs of the adder 17, to the other input of which a signal from the output of the unit 16 for setting fuel consumption by the measured power of the traction generator 5 is proportional to the specified fuel consumption according to measured traction power generator 5, from the output of the adder 17, a signal equal to the sum of the set fuel consumption of the gas turbine 1 according to the rotational speed of the shaft of the power turbine 4 and the measured power of the traction generator 5 is fed to the first of the three inputs of the unit 21 for setting the fuel consumption of the gas turbine 1, to the second the input of which receives a signal proportional to the specified minimum fuel consumption, from the output of the unit 20 for setting the minimum fuel consumption of the gas turbine 1.

Датчиком 26 частоты вращения измеряют частоту вращения вала турбины 2 низкого давления газовой турбины 1, сигнал с выхода датчика 26 частоты вращения, пропорциональный измеренной частоте вращения вала турбины 2 низкого давления газовой турбины 1, поступает на один из входов блока 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1, датчиком 27 частоты вращения измеряют частоту вращения вала турбины 3 высокого давления газовой турбины 1, сигнал с выхода датчика 27 частоты вращения, пропорциональный измеренной частоте вращения вала турбины 3 высокого давления газовой турбины 1, поступает на другой вход блока 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1, датчиком температуры 28 измеряют температуру воздуха на входе в газовую турбину 1, сигнал с выхода датчика температуры 28, пропорциональный измеренной температуре воздуха на входе в газовую турбину 1, подают на третий вход блока 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1, с выхода блока 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1 сигнал, пропорциональный пропускной способности газовой турбины 1, поступает на вход блока 19 расчета максимального расхода топлива и на один из входов блока 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4, сигнал с выхода блока 19 расчета максимального расхода топлива, равный максимальному расходу топлива, поступает на третий вход блока 21 задания расхода топлива газовой турбины 1 и второй вход блока 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4, на третий вход которого поступает сигнал, пропорциональный частоте вращения вала силовой турбины 4, измеренный датчиком 25 частоты вращения, сигнал с выхода блока 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4, пропорциональный величине расчетной максимальной мощности, поступает на второй вход блока 9 расчета задаваемой мощности электропередачи, сигнал с выхода блока 21 задания расхода топлива газотурбинного двигателя 1 поступает на вход блока 29 управления дозатором 30 топлива, с выхода блока 29 управления дозатором 30 топлива сигнал, пропорциональный расходу топлива газовой турбины 1, поступает на дозатор 30 топлива, например, дроссельную заслонку, выход которой питает топливом газовую турбину 1.The rotational speed sensor 26 measures the rotational speed of the low pressure turbine shaft 2 of the gas turbine 1, the signal from the output of the rotational speed sensor 26 proportional to the measured rotational speed of the low pressure turbine shaft 2 of the gas turbine 1 is fed to one of the inputs of the gas turbine 1 capacity calculation unit 18 , the rotational speed sensor 27 measures the rotational speed of the shaft of the high-pressure turbine 3 of the gas turbine 1, the signal from the output of the rotational speed sensor 27, proportional to the measured frequency of the rotational shaft of the high-pressure turbine 3 of the gas turbine 1, enters the other input of the gas turbine 1 capacity calculation unit 18 the temperature sensor 28 measures the temperature of the air at the inlet to the gas turbine 1, the signal from the output of the temperature sensor 28, proportional to the measured air temperature at the entrance to the gas turbine 1, serves the third input of the unit for calculating the throughput of the gas turbine 1, from the output of the calculation unit 18 bandwidth ha call turbine 1, a signal proportional to the throughput of the gas turbine 1, is fed to the input of the maximum fuel consumption calculation unit 19 and to one of the inputs of the maximum power calculation unit 22 by the maximum fuel consumption on the power turbine shaft 4, the signal from the output of the maximum fuel consumption calculation unit 19 equal to the maximum fuel consumption, enters the third input of the unit 21 for setting the fuel consumption of the gas turbine 1 and the second input of the unit 22 for calculating the maximum power by the maximum fuel consumption on the shaft of the power turbine 4, the third input of which receives a signal proportional to the rotational speed of the shaft of the power turbine 4 measured by the speed sensor 25, the signal from the output of the maximum power calculation unit 22 by the maximum fuel consumption on the shaft of the power turbine 4, proportional to the estimated maximum power, is fed to the second input of the set power transmission calculation unit 9, the signal from the output of the fuel consumption setting unit 21of a gas turbine engine 1 is fed to the input of the fuel dispenser 30 control unit 29, from the output of the fuel dispenser 30 control unit 29 a signal proportional to the fuel consumption of the gas turbine 1 is fed to the fuel dispenser 30, for example, a throttle valve, the output of which feeds the gas turbine 1 with fuel.

Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.

Запускают газовую турбину 1, имеющую механическое соединение через вал силовой турбины 4 газовой турбины 1 с тяговым генератором 5, после выполнения запуска газовой турбины 1 по значению управляющего сигнала от задатчика 23 мощности в электронной системе управления формируют две уставки: уставку заданной мощности тягового генератора 5 в блоке 9 расчета задаваемой мощности электропередачи и уставку частоты вращения вала силовой турбины 4 газовой турбины 1 в блоке 10 задания частоты вращения, датчиком тока 8 и датчиком напряжения 7, установленными на выходных шинах тягового выпрямителя 6, измеряют фактические значения выпрямленного тока и напряжения тягового генератора 5, по результату измерения этих параметров в блоке 11 расчета измеренной мощности вычисляют фактическое значение электрической мощности тягового генератора 5, в блоке 12 задания напряжения тягового генератора 5 сравнивают уставку заданной мощности тягового генератора 5 и фактическое значение электрической мощности тягового генератора 5 и по величине их рассогласования формируют уставку напряжения тягового генератора 5, в блоке 13 задания тока возбуждения тягового генератора 5 уставку напряжения тягового генератора 5 сравнивают с величиной напряжения тягового генератора 5, измеренного датчиком напряжения 7, сигнал с выхода блока 13 задания тока возбуждения тягового генератора 5, пропорциональный величине результата сравнения, принимают за уставку тока возбуждения тягового генератора 5 и подают на вход регулятора 24 тока возбуждения тягового генератора 5, обеспечивающего питание обмотки возбуждения тягового генератора 5, уставку частоты вращения вала силовой турбины 4 газовой турбины 1 сравнивают в блоке 14 сравнения частоты вращения вала силовой турбины 4 с ее фактическим значением, поступающим в электронную систему управления от датчика 25 измерения частоты вращения силовой турбины 4 газовой турбины 1, по результату сравнения в блоке 14 сравнения частоты вращения вала силовой турбины 4 в блоке 15 задания расхода топлива по частоте вращения вала силовой турбины 4 формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, необходимого для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины 4 газовой турбины 1, одновременно по фактическому значению электрической мощности тягового генератора 5, рассчитанному в блоке 11 расчета измеренной мощности, в блоке 16 задания расхода топлива по измеренной мощности тягового генератора 5 формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора 5, в сумматоре 17 суммируют уставку расхода топлива, подаваемого в газотурбинный двигатель 1, необходимую для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины 4 газовой турбины 1 и уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора 5, результат суммирования принимают за уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, датчиком 26 измерения частоты вращения измеряют частоту вращения турбины 2 низкого давления газовой турбины 1, датчиком 27 измерения частоты вращения измеряют частоту вращения турбины 3 высокого давления 3 газовой турбины 1, датчиком температуры 28 измеряют температуру воздуха на входе во входное устройство газовой турбины 1, на основании этих измерений в блоке 18 расчета пропускной способности газовой турбины 1 электронной системы управления вычисляют текущую пропускную способность газовой турбины 1, по величине пропускной способности газовой турбины 1 в блоке 19 расчета максимального расхода топлива рассчитывают максимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, в блоке 20 задания минимального расхода топлива газовой турбины 1 задают минимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, в блоке 21 задания расхода топлива газовой турбины 1 сравнивают уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1 с выхода сумматора 17, с расчетной максимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1 с выхода блока 19 расчета максимального расхода топлива, и минимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1 с выхода блока 20 задания минимального расхода топлива, в случае, если уставка расхода топлива меньше минимальной, то уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, принимают равной минимальной, а в случае, если уставка расхода топлива больше максимальной, то уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, принимают равной максимальной, сигнал с выхода блока 21 задания расхода топлива газовой турбины 1, пропорциональный величине уставки расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, подают на вход устройства 29 управления дозатором топлива, с выхода блока 29 управления дозатором 30 топлива подают сигнал управления на дозатор 30 топлива, в блоке 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4 электронной системы управления рассчитывают максимальную мощность на валу силовой турбины 4 газовой турбины 1, которую можно получить при максимальном расходе топлива, рассчитанном в блоке 19 расчета максимального расхода топлива, подаваемого в газовую турбину 1, величину расчетной максимальной мощности с выхода блока 22 расчета максимальной мощности по максимальному расходу топлива на валу силовой турбины 4 сравнивают в блоке 9 расчета задаваемой мощности электропередачи с уставкой заданной мощности тягового генератора 5 с выхода задатчика 23 мощности и в случае, если уставка заданной мощности тягового генератора 5 больше величины расчетной максимальной мощности, то уставку заданной мощности тягового генератора 5 принимают равной величине расчетной максимальной мощности и с выхода блока 9 расчета задаваемой мощности электропередачи подают на вход блока задания напряжения 12 тягового генератора 5.A gas turbine 1 is launched, which has a mechanical connection through the shaft of a power turbine 4 of a gas turbine 1 with a traction generator 5, after starting the gas turbine 1, two settings are made according to the value of the control signal from the power setter 23 in the electronic control system: the set power setpoint for the traction generator 5 in the power transmission power calculation unit 9 and the speed setting of the shaft of the power turbine 4 of the gas turbine 1 in the rotation speed setting unit 10, a current sensor 8 and a voltage sensor 7 mounted on the output buses of the traction rectifier 6 measure the actual values of the rectified current and voltage of the traction generator 5 , according to the result of measuring these parameters, in the unit 11 for calculating the measured power, the actual value of the electric power of the traction generator 5 is calculated, in the unit 12 for setting the voltage of the traction generator 5, the setpoint value of the set power of the traction generator 5 is compared and the actual value of the electric power of the traction generator generator 5 and the magnitude of their inconsistencies form the voltage setting of the traction generator 5, in the unit 13 for setting the excitation current of the traction generator 5, the voltage setting of the traction generator 5 is compared with the voltage of the traction generator 5, measured by the voltage sensor 7, the signal from the output of the unit 13 for setting the driving excitation current generator 5, which is proportional to the value of the comparison result, is taken as the driving current setpoint for the traction generator 5 and fed to the input of the driving current regulator 24 of the traction generator 5, providing power to the field winding of the traction generator 5, the speed setting of the shaft of the power turbine 4 of the gas turbine 1 is compared in block 14 comparing the rotational speed of the shaft of a power turbine 4 with its actual value supplied to the electronic control system from the sensor 25 for measuring the rotational speed of the power turbine 4 of the gas turbine 1, based on a comparison in the comparison unit 14 of the rotational speed of the shaft of the power turbine 4 in the task unit 15 I of the fuel consumption according to the rotational speed of the shaft of the power turbine 4 form the setpoint for the fuel flow supplied to the gas turbine 1, which is necessary to maintain the given frequency of rotation of the power turbine 4 of the gas turbine 1, at the same time according to the actual value of the electric power of the traction generator 5, calculated in block 11 for calculating the measured power, in the unit 16 for setting the fuel consumption according to the measured power of the traction generator 5 form the setpoint of the fuel consumption supplied to the gas turbine 1, necessary to maintain the measured power of the traction generator 5, in the adder 17 summarize the setpoint of the fuel flow supplied to the gas turbine engine 1, necessary for maintaining a predetermined frequency of rotation of the power turbine 4 of the gas turbine 1 and the setpoint of the fuel consumption supplied to the gas turbine 1, necessary to maintain the measured power of the traction generator 5, the summation is taken as the setpoint of the fuel consumption supplied to the gas turbine 1, with a sensor 26 rhenium rotational speed measure the rotational speed of the low pressure turbine 2 of the gas turbine 1, the measuring speed sensor 27 measure the rotational speed of the high pressure turbine 3 3 of the gas turbine 1, the temperature sensor 28 measure the air temperature at the inlet of the gas turbine 1, based on these measurements in the block 18 for calculating the throughput of the gas turbine 1 of the electronic control system, the current throughput of the gas turbine 1 is calculated, the maximum setting of the fuel flow supplied to the gas turbine 1 is calculated in the block 20 of the task by the value of the throughput of the gas turbine 1 in the block 19 for calculating the maximum fuel consumption the minimum fuel consumption of the gas turbine 1 set the minimum setpoint for the fuel consumption supplied to the gas turbine 1, in the unit 21 for setting the fuel consumption of the gas turbine 1 compare the setpoint for the fuel flow supplied to the gas turbine 1 from the output of the adder 17, with the calculated maximum setting the descent of the fuel supplied to the gas turbine 1 from the output of block 19 for calculating the maximum fuel consumption, and the minimum setpoint for the fuel consumption supplied to the gas turbine 1 from the output of block 20 for setting the minimum fuel consumption, if the fuel consumption setpoint is less than the minimum, then the fuel setpoint the fuel supplied to the gas turbine 1 is taken to be equal to the minimum, and if the fuel consumption setting is greater than the maximum, then the fuel consumption set to the gas turbine 1 is taken equal to the maximum, the signal from the output of the fuel flow setting unit 21 of the gas turbine 1, proportional to the value of the fuel consumption setting supplied to the gas turbine 1, is fed to the input of the fuel metering device 29, from the output of the fuel metering unit 30 control unit 29, a control signal is supplied to the fuel metering unit 30, in the maximum power consumption calculation unit 22 for the maximum fuel consumption on the power shaft turbines 4 electronic control systems calculate the maximum y the power on the shaft of the power turbine 4 of the gas turbine 1, which can be obtained at the maximum fuel consumption calculated in block 19 for calculating the maximum fuel consumption supplied to the gas turbine 1, the value of the estimated maximum power from the output of the block 22 for calculating the maximum power by the maximum fuel consumption for the power turbine shaft 4 is compared in the block 9 for calculating the set power of transmission with the setpoint of the set power of the traction generator 5 from the output of the power setter 23 and if the set point of the set power of the traction generator 5 is greater than the calculated maximum power, the set point of the set power of the traction generator 5 is taken equal to the value of the calculated maximum power and from the output of the unit 9 for calculating the set power transmission is fed to the input of the voltage setting unit 12 of the traction generator 5.

Таким образом, реализуют способ регулирования выходной мощности системы газовая турбина - генератор, исключающий возможность возникновения помпажей в газовой турбине и, как следствие, ее аварийных остановов за счет ограничения количества топлива, подаваемого на вход газовой турбины, до максимально возможного его значения при текущей пропускной способности газовой турбины, а также обеспечивающий условия для формирования энергооптимальной траектории нагружения системы газовая турбина - генератор во всем диапазоне регулирования мощности за счет ограничения задаваемой мощности тягового генератора до величины максимально возможной выходной мощности газовой турбины в режиме ограничения количества топлива, подаваемого на вход газовой турбины, до максимально возможного его значения при текущей пропускной способности газовой турбины.Thus, they implement a method for regulating the output power of a gas turbine-generator system, eliminating the possibility of surges in a gas turbine and, as a consequence, its emergency shutdowns by limiting the amount of fuel supplied to the gas turbine inlet to its maximum possible value at the current throughput gas turbine, as well as providing conditions for the formation of an energy-optimal loading trajectory of the gas turbine – generator system over the entire power control range by limiting the set power of the traction generator to the maximum possible output power of the gas turbine in the mode of limiting the amount of fuel supplied to the gas turbine inlet to its maximum possible value at the current throughput of the gas turbine.

Предложенный способ регулирования мощности опробован и реализован на магистральных газотурбовозах ГТ1h №№001, 002 и показал положительные результаты.The proposed method of power control was tested and implemented on gas turbine locomotives GT1h No. 001, 002 and showed positive results.

Claims (1)

Способ регулирования мощности системы газовая турбина - генератор, заключающийся в том, что запускают газовую турбину, имеющую механическое соединение через вал силовой турбины газовой турбины с тяговым генератором, после выполнения запуска газовой турбины по значению управляющего сигнала от задатчика мощности в электронной системе управления системой газовая турбина - генератор формируют уставку заданной мощности тягового генератора и уставку частоты вращения вала силовой турбины газовой турбины, датчиками измерения тока и напряжения, установленными на выходных шинах тягового выпрямителя, измеряют фактические значения выпрямленного тока и напряжения тягового генератора, по результату измерения этих параметров вычисляют фактическое значение электрической мощности тягового генератора, сравнивают уставку заданной мощности тягового генератора и фактическое значение электрической мощности тягового генератора, по величине рассогласования формируют уставку напряжения тягового генератора, которую сравнивают с величиной напряжения тягового генератора, измеренного датчиком напряжения, сигнал, пропорциональный величине результата сравнения, принимают за уставку тока возбуждения тягового генератора и подают на вход регулятора тока возбуждения тягового генератора, обеспечивающего питание обмотки возбуждения тягового генератора, уставку частоты вращения вала силовой турбины газовой турбины сравнивают с ее фактическим значением, поступающим в электронную систему управления от датчика измерения частоты вращения силовой турбины газовой турбины, по результату сравнения формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины газовой турбины, отличающийся тем, что одновременно по фактическому значению электрической мощности тягового генератора электронной системой управления формируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора, суммируют уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения силовой турбины газовой турбины, и уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, необходимую для поддержания измеренной мощности тягового генератора, результат суммирования принимают за уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, датчиками измерения частоты вращения измеряют частоту вращения турбины низкого давления газовой турбины и частоту вращения турбины высокого давления газовой турбины, датчиком температуры измеряют температуру воздуха на входе во входное устройство газовой турбины, на основании этих измерений в электронной системе управления вычисляют текущую пропускную способность газовой турбины, по величине текущей пропускной способности газовой турбины рассчитывают максимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, задают минимальную уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, сравнивают уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, с расчетной максимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, и минимальной уставкой расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, в случае, если уставка расхода топлива меньше минимальной, то уставку расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, принимают равной минимальной, а в случае, если уставка расхода топлива больше максимальной, то уставку расхода топлива принимают равной максимальной, сигнал, пропорциональный величине уставки расхода топлива, подаваемого в газовую турбину, подают на вход устройства управления дозатором топлива, с выхода которого подают сигнал управления на дозатор топлива, в электронной системе управления рассчитывают максимальную мощность на валу силовой турбины газовой турбины, которую можно получить при максимальном расходе топлива, подаваемого в газовую турбину, величину расчетной максимальной мощности сравнивают с уставкой заданной мощности тягового генератора, и в случае, если уставка заданной мощности тягового генератора, больше величины расчетной максимальной мощности, то уставку заданной мощности тягового генератора принимают равной величине расчетной максимальной мощности.A method of controlling the power of a gas turbine system is a generator, which consists in starting a gas turbine having a mechanical connection through the shaft of a power turbine of a gas turbine with a traction generator, after starting the gas turbine by the value of the control signal from the power generator in the electronic control system of the gas turbine system - the generator generates the setpoint for the set power of the traction generator and the setpoint for the rotational speed of the shaft of the power turbine of the gas turbine, current and voltage sensors installed on the output buses of the traction rectifier measure the actual values of the rectified current and voltage of the traction generator, and the actual value of the electric power of the traction generator, compare the setpoint of the set power of the traction generator and the actual value of the electric power of the traction generator, by the magnitude of the mismatch form the setpoint of the voltage of the traction generator, cat the fresh one is compared with the voltage of the traction generator measured by the voltage sensor, a signal proportional to the value of the comparison result is taken as the set value of the excitation current of the traction generator and fed to the input of the excitation current regulator of the traction generator, which provides power to the excitation winding of the traction generator, the speed of the shaft of the gas power turbine the turbines are compared with its actual value supplied to the electronic control system from the sensor for measuring the frequency of rotation of the power turbine of the gas turbine, the result of the comparison is the setting of the fuel flow rate supplied to the gas turbine, necessary to maintain the set frequency of rotation of the power turbine of the gas turbine, characterized in that at the same time, based on the actual value of the electric power of the traction generator, the electronic control system forms the setpoint for the fuel flow supplied to the gas turbine, necessary to maintain the measured power of the traction generator summarize the setpoint of the fuel flow supplied to the gas turbine necessary to maintain a given speed of the power turbine of the gas turbine, and the setpoint of the flow of fuel supplied to the gas turbine needed to maintain the measured power of the traction generator, the summation is taken as the setpoint of the flow rate of the fuel supplied to gas turbine, the rotational speed measuring sensors measure the rotational speed of the low pressure turbine of the gas turbine and the rotational speed of the high pressure turbine of the gas turbine, the temperature sensor measures the air temperature at the inlet of the gas turbine inlet, based on these measurements, the current gas throughput is calculated in the electronic control system turbines, according to the value of the current throughput of a gas turbine, calculate the maximum setpoint for the flow rate of fuel supplied to the gas turbine, set the minimum setpoint for the flow rate of fuel supplied to the gas turbine, compare the setpoint flow the fuel supplied to the gas turbine with the calculated maximum setpoint for the fuel flow supplied to the gas turbine and the minimum setpoint for the fuel flow supplied to the gas turbine, if the set fuel flow rate is less than the minimum, the set fuel consumption set for the gas turbine, take equal to the minimum, and if the fuel consumption setting is greater than the maximum, then the fuel consumption setting is taken to be maximum, a signal proportional to the value of the fuel consumption setting supplied to the gas turbine is fed to the input of the fuel metering device, from the output of which a control signal is supplied the fuel dispenser, in the electronic control system, calculate the maximum power on the shaft of the power turbine of the gas turbine, which can be obtained at the maximum fuel consumption supplied to the gas turbine, the calculated maximum power value is compared with the setpoint of the set power of the traction generator, and if the setpoint is set If the output power of the traction generator is greater than the estimated maximum power, then the setpoint of the set power of the traction generator is taken equal to the value of the estimated maximum power.
RU2019134329A 2019-10-28 2019-10-28 Method for power controlling of system gas turbine - generator RU2721791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134329A RU2721791C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method for power controlling of system gas turbine - generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134329A RU2721791C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method for power controlling of system gas turbine - generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721791C1 true RU2721791C1 (en) 2020-05-22

Family

ID=70803320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134329A RU2721791C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method for power controlling of system gas turbine - generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721791C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212367A (en) * 1982-06-02 1983-12-10 Mayekawa Mfg Co Ltd High frequency generator
DE3438452A1 (en) * 1984-09-17 1986-03-20 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Method for monitoring the synchronous running of a turbine-generator unit
DE3811103A1 (en) * 1988-03-31 1989-10-12 Siemens Ag Control device
WO1993024991A1 (en) * 1992-05-27 1993-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for regulating a turbine-generator arrangement
RU2195763C2 (en) * 1994-04-13 2002-12-27 Эропеен Газ Тюрбин С.А. Turbine-generator unit
RU2306664C1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Turbo-generator plant
US20160076469A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a throttle turbine generator
RU2628008C1 (en) * 2016-04-22 2017-08-14 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for regulating power of gas turbine - generator system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212367A (en) * 1982-06-02 1983-12-10 Mayekawa Mfg Co Ltd High frequency generator
DE3438452A1 (en) * 1984-09-17 1986-03-20 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Method for monitoring the synchronous running of a turbine-generator unit
DE3811103A1 (en) * 1988-03-31 1989-10-12 Siemens Ag Control device
WO1993024991A1 (en) * 1992-05-27 1993-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for regulating a turbine-generator arrangement
EP0642707B1 (en) * 1992-05-27 1995-11-08 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for regulating a turbine-generator arrangement
RU2176849C2 (en) * 1992-05-27 2001-12-10 Сименс АГ Method and device for controlling turbine- generator set
RU2195763C2 (en) * 1994-04-13 2002-12-27 Эропеен Газ Тюрбин С.А. Turbine-generator unit
RU2306664C1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Turbo-generator plant
US20160076469A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a throttle turbine generator
RU2628008C1 (en) * 2016-04-22 2017-08-14 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for regulating power of gas turbine - generator system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5321308A (en) Control method and apparatus for a turbine generator
KR920007070B1 (en) Variable-speed pumped storage power generation system
EP2339129B1 (en) Method of synchronizing a turbomachine generator to an electrical grid
EP2185798B1 (en) A method of operation of an electric turbocompounding system
EP2181266B1 (en) Improvements in compressor control
US20170254275A1 (en) Operating an internal combustion engine coupled to a generator
RU2584393C2 (en) Method for optimisation of control of power plant with free turbine and control drive therefor
EP2312741A2 (en) Method for early detection and anticipatory control of consumer-end load shedding in an electrical grid, and apparatus for carrying out the method
US4158527A (en) Adjustable speed drive system for centrifugal fan
US4225289A (en) Centrifugal fan air control system
RU2721791C1 (en) Method for power controlling of system gas turbine - generator
RU2628008C1 (en) Method for regulating power of gas turbine - generator system
SE469758B (en) PROCEDURES FOR CONTROL OF EFFICIENCY GENERATED BY A GAS TURBIN AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE
RU2426895C1 (en) Automatic combined micro-processor temperature regulator of power unit of vehicle
US11239778B2 (en) Stabilization of hydraulic machines with S-zone characteristics
JPS63131844A (en) Revolving speed control device for internal combustion engine
RU2745149C1 (en) Method of controlling a diesel generator set when an asynchronous motor is turned on
RU2278464C1 (en) Method for adjusting turbo-generator plant and device for realization of said method
RU2729584C1 (en) Turbo-generator control method
RU2778418C1 (en) Gas turbine engine control method
JP2017145730A (en) Engine system
CN114402522B (en) Control method and control device for gas turbine power generation system
JPS6271497A (en) Controller for variable-speed hydraulic turbine generator
JPS59693B2 (en) gas turbine engine
CN113756963B (en) Gas turbine load control device and method