Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wieloobszarowa regulacja systemu turbogeneratora elektrowni jądrowej

Sokólski P., Kulkowski K., Kobylarz A., Duzinkiewicz K., Rutkowski T. A., Grochowski M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 42

129--132

PL

W artykule przedstawiono propozycję zaawansowanej struktury sterowania układem turbogeneratora w szerokim zakresie zmian zapotrzebowania na moc czynną. Dla potrzeb syntezy tej struktury wykorzystano nieliniowe, dynamiczne modele turbiny parowej i generatora synchronicznego współpracującego z systemem elektroenergetycznym. Zaproponowane algorytmy sterowania oparte są odpowiednio o wieloobszarowe regulatory rozmyte, z lokalnymi regulatorami PI. Miękkie przełączanie pomiędzy nimi jest realizowane za pomocą rozmytego wnioskowania Takagi-Sugeno-Kanga. Zaprezentowane wyniki badań symulacyjnych pokazują poprawę jakości realizacji zadania nadążania za zmienną trajektorią zadanej mocy czynnej, przy wykorzystaniu zaproponowanych rozwiązań, w porównaniu do klasycznych, pojedynczych regulatorów PI w pętlach sterowania turbiny i generatora synchronicznego.

EN

In the paper a synthesis of advanced control structures of turbine and synchronous generator for nuclear power plant working under changing operating conditions (supplied power level) is presented. It is based on the nonlinear models of the steam turbine and synchronous generator cooperating with the power system. Considered control structure consists of multiregional fuzzy control systems with local linear controllers, including PID controllers, in particular control loops of turbine and generator. Soft switching between the local controllers is performed by Takagi-Sugeno-Kang fuzzy logic mechanism. Parameters of the local controllers were optimally tuned for a priori chosen operating points within the range 50-100% of nominal active power generated by the synchronous generator. Simulation results show that proposed advanced control structure is superior to widely used classic control structure (local controllers tuned for nominal operating points). During simulations the data of the real devices were used, respectively for the 4 CK 465 steam turbine and synchronous generator GTHW-600, which were planned to be used in the first Polish nuclear power plant in Żarnowiec.

2

Analiza możliwości zastosowania sterowania predykcyjnego turbiną parową elektrowni jądrowej

Kobylarz A., Duzinkiewicz K., Grochowski M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 47

83--86

PL

Artykuł przedstawia wyniki wstępnej analizy możliwości zastosowania sterowania predykcyjnego MPC turbiną parową elektrowni jądrowej. Tradycyjnie przyjmuje się, że turbina pracuje w jednym punkcie pracy odpowiadającym jej mocy nominalnej, co pozwala na stosowanie klasycznych regulatorów PID. Synteza sterowania dla warunków zmiennego punktu pracy wymaga uwzględnienia nieliniowego charakteru procesów turbiny oraz możliwości naruszania przez generowane sterowanie ograniczeń dopuszczalnego działania. W algorytmie MPC wykorzystany został opracowany wcześniej nieliniowy model turbiny 4CKC465. Opracowany algorytm MPC został porównany z regulatorem PID strojonym dla trajektorii zadanej. Proponowane sterowanie MPC umożliwia sterowanie turbiną z zadowalającymi skutkami. W artykule dokonano krótkiej analizy wpływu parametrów algorytmu MPC na jakość sterowania turbiną parową.

EN

The results of a preliminary analysis of the model predictive control (MPC) in steam turbine of nuclear power plant applicability was presented. Traditionally it is assumed that the turbine works in single operating point corresponding to its nominal power, what allows the usage of classic PID controllers. Synthesis of control for varying operating point conditions requires taking under consideration a nonlinear character of processes taking place within steam turbine as well as possibility of control constraints violation. In MPC algorithm, previously developed nonlinear model of 4CK465 steam turbine was used. Designed MPC algorithm was compared with PID controller tuned for a given trajectory. MPC control proposed in this paper gives satisfactory results of steam turbine control. In this article a brief analysis of the MPC algorithms parameters impact into control quality of steam turbine was presented.

3

Dynamic model of nuclear power plant steam turbine

Kulkowski K., Kobylarz A., Grochowski M., Duzinkiewicz K.

Archives of Control Sciences

|

2015

|

Vol. 25, no. 1

65--86

EN

The paper presents the dynamic multivariable model of Nuclear Power Plant steam turbine. Nature of the processes occurring in a steam turbine causes a task of modeling it very difficult, especially when this model is intended to be used for on-line optimal process control (model based) over wide range of operating conditions caused by changing power demand. Particular property of developed model is that it enables calculations evaluated directly from the input to the output, including pressure drop at the stages. As the input, model takes opening degree of valve and steam properties: mass flow and pressure. Moreover, it allows access to many internal variables (besides input and output) describing processes within the turbine. The model is compared with the static steam turbine model and then verified by using archive data gained from researches within previous Polish Nuclear Power Programme. Presented case study concerns the WWER-440 steam turbine that was supposed to be used in ˙ Zarnowiec. Simulation carried out shows compliance of the static and dynamic models with the benchmark data, in a steady state conditions. Dynamic model also shows good behavior over the transient conditions.

4

Advanced Control Structures of Turbo Generator System of Nuclear Power Plant

Sokólski P., Kulkowski K., Kobylarz A., Duzinkiewicz K., Rutkowski T. A., Grochowski M.

Acta Energetica

|

2015

|

nr 3

83--96

EN

In the paper a synthesis of advanced control structures of turbine and synchronous generator for nuclear power plant working under changing operating conditions (supplied power level) is presented. It is based on the nonlinear models of the steam turbine and synchronous generator cooperating with the power system. The considered control structure consists of multi-regional fuzzy control systems with local linear controllers, including PID controllers, in particular control loops of turbine and generator. Soft switching between the local controllers is performed by the Takagi-Sugeno-Kang fuzzy logic mechanism. Parameters of the local controllers were optimally tuned for a priori chosen operating points within the range of 50–100% of nominal active power generated by the synchronous generator. Simulation results show that proposed advanced control structure is superior to widely used classic control structure (local controllers tuned for nominal operating points). During simulations the data of the real devices was used, respectively for the 4 CK 465 steam turbine and synchronous generator GTHW-600, which were planned to be used in the first Polish nuclear power plant in Żarnowiec.

PL

W artykule przedstawiono syntezę zaawansowanych struktur sterowania turbiną i generatorem synchronicznym dla elektrowni jądrowej pracującej w zmiennych warunkach operacyjnych (zapotrzebowanie na moc czynną). Oparta jest ona na nieliniowych modelach turbiny parowej oraz generatora synchronicznego współpracującego z systemem elektroenergetycznym. Rozważana struktura sterowania składa się z wieloobszarowych systemów sterowania rozmytego z lokalnymi liniowymi regulatorami, w tym regulatorami PID, w poszczególnych pętlach sterowania turbiny i generatora. Miękkie przełączanie pomiędzy lokalnymi regulatorami jest realizowane przez mechanizm logiki rozmytej Takagi-Sugeno-Kanga. Parametry regulatorów lokalnych były dobierane optymalnie dla wybranych a priori punktów pracy w zakresie 50–100% nominalnej mocy czynnej wytwarzanej przez generator synchroniczny. Wyniki symulacji pokazują, że proponowana struktura sterowania zaawansowanego przewyższa powszechnie stosowaną klasyczną strukturę sterowania (pojedyncze regulatory lokalne strojone dla nominalnego punktu pracy). W trakcie symulacji wykorzystano dane rzeczywistych urządzeń, odpowiednio: turbiny parowej 4 CK 465 i generatora synchronicznego GTHW-600, które planowano zastosować w pierwszej polskiej elektrowni jądrowej w Żarnowcu.