بخشی از مقاله
چکیده
در سالهای اخیر، محققان روشهای کنترل متفاوتی را برای کنترل سیستم توربین گازی استفاده کردهاند؛ از جمله PID، کنترل فازی، کنترل مد لغزشی، کنترل فازی-شبکه عصبی. در بین این کنترلکنندهها روش کنترل مد لغزشی جز معدود کنترلکنندههایی است که روش سیستماتیک طراحی دارد و دارای پایداری تضمین شده با روش لیاپانوف است. ولی مشکل اصلی این روش در نیاز به مدل دقیق سیستم است. روشهای بسیاری جهت کنترل توربین زمانی که مدل سیستم و اطلاعات کامل آن در دسترس باشد وجود دارد. ولی زمانی که اطلاعات کافی در دسترس نیست و شرایط کاری پیوسته در حال تغییر است و همچنین سیستم شدیدا تحت تاثیر تصمیمهای اپراتور است؛ این روشها کارایی لازم را ندارند. در این گونه موارد استفاده از روشهای هوشمند به خصوص فازی از اولویت بالایی برخوردار است .
به علت غیرخطی بودن کنترل کنندههای فازی طراحی آنها با مشکلات عدیدهای از جمله تعریف توابع عضویت و پایگاه قواعد روبرو است به صورتی که نیاز به فردی خبره جهت تعیین موارد در طراحی کنترل فازی وجود دارد. به همین دلایل در تعریف توابع عضویت و پایگاه قواعد همیشه نامعینی - نادقیقی - وجود دارد. معمول ترین روش برای رفع این نادقیقی استفاده از روش فازی نوع 2 میباشد که در این روش توابع عضویت به صورت بازهای تعریف میشوند. در این تحقیق با استفاده از روش فازی نوع 2 دقت مدل خطی توربین بهبود داده میشود و با استفاده از مدل بدست آمده، کنترل مد لغزشی برای سیستم توربین گازی طراحی میشود.
.1مقدمه
در یک نیروگاه تولید انرژی علاوه بر ژنراتور سنکرون قسمت های اساسی دیگری مانند توربین، گاورنر و سیستم تغذیه انرژی وجود دارند. هدف کل سیستم تامین انرژی مکانیکی لازم برای ژنراتور به منظور تولید توان الکتریکی در فرکانس مطلوب می باشد. با تغییر بار مصرفی فرکانس شبکه تغییر می کندو برای تثبیت فرکانس شبکه در مقدار نامی تنظیم شده بایستی تغییر دهنده سرعت نقطه کار توربین را در مقدار مطلوب تنظیم نماید.بسته به اینکه سیستم تغذیه انرژی نیروگاه بخاری، گازی و یا آبی باشد توربینها به عنوان مختلف بخاری، گازی و آبی تقسیم بندی میشوند.
بنابراین مدل سازی هر یک از این قسمت-های مورد استفاده در نیروگاه برای پایداری سیستم قدرت از اهمیت خاصی برخوردار است. در طی سالهای اخیر استفاده از توربینهای گازی به منظور تولید انرژی الکتریکی توسعه روزافزونی یافته است. بنابراین برای عملکرد بهینه نیروگاه گازی، تحقیقات فراوانی در مورد مدلسازی بخشهای مختلف توربین گازی و تخمین دقیق پارامترهای اجزای آن انجام گرفته است.توربین گازی مانند هر توربین دیگری انرژی مکانیکی لازم را برای ورودی ژنراتور سنکرون را فراهم مینماید. بنابراین تخمین دقیق پارامترهای مدل ارائه شده برای بهبود عملکرد سیستم و افزایش کیفیت انرژی الکتریکی تولیدی توسط ژنراتور بسیار حائز اهمیت میباشد.
1,2 توربین های گازی
در این نوع توربین ها مقداری سوخت - عمدتا گاز طبیعی - و هوای فشرده در محفظه احتراق می سوزد. در اثر سوختن و ایجاد حرارت حجم گاز افزایش می یابد.گاز با حجم زیاد و فشار و دمای معین به تیغه های توربین برخورد می کند و سبب چرخش توربین می شود.انرژی خروجی از توربین گازی به بازده اجزای زیر بستگی دارد:
-1کمپرسور -2 محفظه احتراق -3 توربین
هرچه این اجزا بازده بالاتری داشته باشند، توربین بازده گرمایی بالاتری داشته و انرژی بالاتری تولید خواهد کرد.
شکل 1 توربین گازی تک محوری
2.2 مدلسازی توربین گاز
در مدل روئن، فرم کلی تابع تبدیل رفتار اجزاء دارای اهمیت مشخص میگردد و سپس ضرایب مجهول موجود در آن را از طریق مدارک نیروگاهی و یا تست معین میگردد.
از این مدل میتوان برای بررسی اثر گاورنر بر عملکرد سیستم استفاده نمود. این مدل با دادههای واقعی تایید شده است و برای بررسی عملکرد واقعی سیستم مناسب است. این مدل در شکل - 2 - بصورت دیاگرام جعبهای آورده شده است.
