УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ТУРБОАГРЕГАТА Советский патент 1973 года по МПК G06G7/64 

Изобретение относится к области специализированных аналоговых вычислительных машин, используемых в энергетике.

Устройство предназначено для моделирования турбоагрегата и расчета оптимальных тепловых и электрических нагрузок на ТЭЦ в энергосистеме.

Недостаток указанного устройства состоит в том, что для определения оптимальных нагрузок используется физическая модель турбин (непосредственно сам объект), что сопряжено с определенными трудностями эксплуатационного характера и сложностью исследования объекта, а также низкой точностью полученного решения.

Целью предлагаемого изобретения является моделирование турбоагрегата с помощью элементов аналоговой техники для повышения удобства эксплуатации вычислительного устройства, повышения надежности и точности установления режима.

В устройстве используется принцип разделения турбин по отсекам и соответствующего моделирования отсеков с учетом экономических показателей отсеков и ограничений на переменные.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Обозначения физических величин, упомянутых далее в тексте: Fi - электрическая мош,ность турбоагрегата; РЬ , Рщ - электрическая мощность части высокого и низкого давлений соответственно; Q г - тепловая мощность турбоагрегата; Q . - максимальный

производственный отбор; Q ; Q,--потребление и отдача тепла частью высокого давления турбоагрегата соответственно; Q « - потребление тепла частью низкого давления; -7-,-, э; - множители Лагранжа, характеризующие экономичность части высокого и низкого давлений турбоагрегата.

К первому входу блока 1 моделирования неопределенных множителей Лагранжа Ят, характеризующих экономичность отсека высокого давления (представляющих собой делитель на сопротивлениях с переключателем), подключено постоянное напряжение, равное Unoct, а выходы блока / соединены со входами схемы сравнения 2, выход которой подключен к одному из входов переключающего блока 3. Один из выходов блока Л характеризующий минимальное значение Лт, подсоединен также ко входу второго блока 4 моделирования неопределенных множителей Лагранжа Кэ, характеризующих экономичность отсека низкого давления, а его выходы через схему сравнения 5 соединены с переключающими блоками 3 и 6 (представляющими собой контакты реле).

Вторые входы схем 2 и 5 соединены с выходом б.;ока 7 программного управления (нанример, шагового искателя).

Выход переключающего блока 3 через интегратор 8 соединен со входами блока 9 моделирования точки излома, с блоком 10 для моделирования величин Qbf , и входом инвертора //. Кроме того, выход блока 9 соединен со вторым входом блока 10, один из выходов которого через переключающий блок 12 соединен с блоком памяти 13 (например, операционным усилителем с емкостями на входе и в обратной связи) и через переключающий блок 6 - со входом интегратора 14. Выход блока памяти 13 соединен со входом блока ограничений 15 и одним из входов переключающего блока б; на второй вход блока 15 подано значение максимального производственного отбора Q Гп,ах- Выход блока 15 соединен с одним из входов переключающего блока 12. Выход интегратора 14 через делитель 16 соединен с одним из входов переключающего блока 6 и входом второго блока ограничений 17. КроiMe того, выход интегратора 14 соединен со входом сумматора 18, ко второму входу которого подключен выход инвертора 11. На второй вход блока 17 подано максимальное значение тенла проходящего через часть низкого давления. Выход сумматора 18 соединен с первым входом третьего блока 19 ограничений максимальной мощности турбоагрегата,,а на второй его вход подается значение напряжения, пропорциональное максимальной мощности турбоагрегата -Р Выход блока 19 соединен с первым входом переключающего блока 20, а его второй вход - с выходом блока 17. В свою очередь, выход блока 20 соединен со входами интеграторов 8 и 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устанавливаются ограничения иа переменные: Р ь , Лтах Qwmax также моделируются с помощью делителей значения расходных характеристик и характеристик относительных приростов турбоагрегата.

После подачи сигнала с блока 7 программного управления начинает работать схема сравнения 2. При совпадении сигнала Кт( от моделирующего турбоагрегата с минимальным значением А срабатывает переключаюп1,ий блок 3 и постоянное напряжение поступает на вход интегратора 8, с выхода которого получается линейно изменяющееся значение мощности части высокого давления РЬ. Значение РЬ поступает одновременно на блоки 9, 10 и 11. Сигнал поступает на вход блока 9 моделирования точки излома, при достижении Р DI срабатывает реле в блоке 9 и воздействует на блок 10, изменяя наклон расходной характеристики и на делители блока / моделирования Хг-С выхода блока 10 Q i поступает через переключающий блок 12 и блок

памяти 13, па выходе которого образуется значение отбора Qr . При сравнении Qr в блоке ограничений с лгакснмальным значением отбора Q , выдается сигнал на отключение блока памяти 13, т. е. иа отключение переключающего блока 12. При достижении заданного значения отбора Qr программное устройство отключает схему сравнения 2 и подключает схему сравнения 5 для загрузки части низкого

давления. При этом схема сравнения 5 включает переключающий блок 6, если минимальное значение совпадает по величине со значением Яэ; данной турбины. Интегратор 14

начинает увеличивать напряжение на выходе, пропорциональное Р л/ . которое поступает на вход сумматора 18 для получения суммарной мощности турбины и делитель 16 для моделирования зависимости (Pni ). С вы

хода делителя 16 Qm поступает на переключающий элемент 6 и на блок ограничений 17. В свою очередь, значение Pi с выхода сумматора 18 поступает в блок ограничений 19. Выходные сигналы с блоков 17, 19 воздействуют

на переключающий блок 20, который размыкает входы интеграюров 8 и /4 и прекращает изменение электрической мощности. На этом загрузка турбины заканчивается.

Для повторения рещепия необходимо установить программное устройство в исходное состояние и произвести повторный пуск.

Предлагаемое устройство является самостоятельной частью вычислительного устройства для оптимального распределения тепловых и электрических нагрузок на ТЭЦ.

Разработанная и изготовленная в Армянском НИИ энергетики модель имеет точност моделирования не хуже 1 % по сравнению

расчетной.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования турбоагрегата с отбором, содержащее блоки моделирования неопределенных множителей Лаграпжа, схемы сравнения, интеграторы, блок моделирования точек излома характеристик, переключающие блоки, делители, инверторы,

блоки ограничений, сумматор и блок памяти, отличающееся тем, что, с целью расщирения класса рещаемых задач, а также увеличения точности и надежности его работы, в нем один из выходов первого блока моделирования неопределенных множителей Лагранжа подключен ко входу второго блока моделирования неопределенных множителей Лагранжа, выходы которого соединены с первой схемой сравнения, а остальные выходы первого блока моделирования неопределенных множителей Лагранжа подключены ко второй схеме сравнения, вход которой и вход первой схемы сравнения соединены с программным блоком, выходы схем сравнения подключены к первому переключающему блоку, выход которого