ترمودینامیک نیروگاه هسته ای مدولار GT-MHR-250 با راکتور هلیوم و توربین گاز بر اساس چرخه پیچیده برایتون

Thermodynamics of GT-MHR-250 modular nuclear plant with helium reactor and gas turbine based on the complex Brayton cycle

چکیده
1 مقدمه
2 نیروگاه هسته ایِ GT-MHR
3 نتایج و بحث
4 نتیجه گیری
عدم تضاد منافع
دسترسی به داده ها
تقدیر و تشکر
منابع

چکیده
با اینکه اغلبِ نیروگاه های مدولارِ راکتورِ هلیوم با توربین گازی ، که مورد بررسی قرار گرفته اند، بر اساس چرخۀ (سیکل) رانکین کار می کنند، استفاده از سیکل برایتونِ ترکیبی  می تواند سودمند باشد. با این حال، مقالات علمیِ منتشر شده در سال های اخیر، این ترکیب را با دقّت، ارزیابی نکرده اند. پژوهش حاضر، یک تحلیل ترمودینامیکی از نیروگاه هسته ایِ مدولار با توانِ حرارتی MW 250، را ارائه می دهد که شامل راکتور هسته ایِ خنک- شونده با هلیوم، و واحد تبدیلِ انرژی می باشد و از توربینِ گازیِ عمودی که بر اساس سیکل برایتونِ ترکیبی، کار می کند، استفاده می نماید. دو مُدِ (مدل) اجرایی در نیروگاه هسته ای، به کار گرفته شدند: تولید الکتریسیته ، و تولید ترکیبیِ گرما و الکتریسیته . اجزاءِ واحد تبدیل انرژی، مانند بازده الکتریکی ، توان الکتریکی ، و توان حرارتیِ  رژنراتورهای (بازیابنده های) حرارتی  و مبدّل های حرارتی ، به دست آمده و تحلیل شدند. نتایج حاصل، تأیید نمودند که اگر بهترین پارامترهای اجزاءِ درون-نیروگاهی که در حال حاضر، در توربین گازیِ مدرن و صنایع مهندسی برق وجود دارند، در این طراحی استفاده شوند، می توان به کارایی زیادِ سیکل، در مُد تولید الکتریسیته دست یافت. یافته ها نشان دادند که ضریب حرارتیِ خنک سازی هلیوم، اثر بزرگی بر بازده الکتریکی و توانِ الکتریکی دارد. به منظور ارزیابیِ کاهشِ بازده GT-MHR-250 به دلیل خرابیِ اجزاء ِدرون-نیروگاهی (توربین، کمپرسور، مبدّل های حرارتی) در حین کار، تحلیلِ حساسیت ، انجام شد. در این مورد، بازده الکتریکی و توان الکتریکیِ نیروگاه در مُد (مدل) ترکیبی، قابل توجه تر از مُد تولید الکتریسیته بود. 

2- نیروگاه هسته ایِ GT-MHR
مفهوم GT-MHR
ابتدا، باید اشاره نمود که نمی توان از هر توربین گازیِ سریالی در طراحی نیروگاه استفاده نمود. چون توربینِ هلیومی، ویژگی های خاص بسیاری دارد که آن را از توربین گازیِ قدرتمندِ سریالی، متمایز می سازد. این ویژگی ها عبارتند از: وضعیت عمودی، یاتاقان های مغناطیسی، و بهترین پارامترهای نیروگاهی برای دستیابی به بالاترین عملکرد.

طرح پیشنهادی نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، شامل دو بلوکِ جداگانه (بلوک راَکتور هسته ایِ خنک شونده با هلیوم (MHR)، و بلوک تبدیل انرژی) (شکل 1)، بر اساس توربینِ سیکلِ برایتونِ ترکیبی، می باشد ]14-16[.

هیچ جزءِ فلزی، در طراحی هستۀ MHR با یک تعدیل کنندۀ گرافیتی (منطقۀ فعال ) وجود ندارد، که این امر، اجازۀ افزایش دمای هلیوم تا ◦C 950-850 در خروجیِ راکتور، را می دهد و اطمینان از بازده بالای تولیدِ الکتریسیته در سیکل برایتونِ ترکیبی، را حاصل می نماید. در این طرحِ راکتور هلیوم، استفادۀ کارآمدی از سوختِ هسته ای فراهم می شود، اجرای انواع چرخه های سوخت (اورانیوم، پلوتونیوم، توریوم) ممکن می گردد، اثر تشعتشعات بر محیط زیست، کاهش می یابد، و هسته، در حوادث شدید، ذوب نمی گردد. به دلیل عدم وجود خنک کننده های میانی با تغییر فاز (مایع-بخار)، و مبدّل های حرارتیِ توده ای ، طراحی یک نیروگاهِ هسته ای، بسیار ساده شده است. تحقیقات، نشان داده اند که می توان در نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، از «سوزاندن کاملِ» پلوتونیومِ گرِید تسلیحاتی استفاده نمود، و سپس، سوختِ مصرف شده را بدون بازپردازشِ اضافی، دور ریخت. هزینه های سرمایه ایِ کُل ، برای نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، از 1000 تا 1600 دلارِ آمریکا، به ازای هر kWe 1 (از زمان ساخت نیروگاه، 4-3 سال می گذرد)، تخمین زده شده اند.

بهبود عملکرد روغن توربین با استفاده از روغن های پایه گاز به مایع (GLT)

Enhanced Turbine Oil Performance Utilizing Gas To Liquid Base Oils

چالش جهانی انرژی

چالش‌هایی برای اپراتورهای توربین

عملکرد روغن توربین

فن آوری گاز به مایع (GLT)

فرمول بندی روغن مدرن توربین

بهبود عملکرد روغنهای توربین با روغن پایه GLT

a. افزایش محافظت

b. افزایش عمر روغن

c. کارایی عالی سیستم

نتیجه گیری

منابع

روغن‌های توربین باید بتوانند از پس شرایط تقاضا بربیایند تا از حداکثر کارایی و قابلیت اطمینان پشتیبانی کنند. اپراتورهای توربین برای کمک به پایین آوردن هزینه کل مالکیت همچنین به دنبال روغنهایی هستند که بتوانند فواصل تخلیه روغن را افزایش دهند. روغن‌های توربین باید در برابر اکسیداسیون مقاوم باشند، هوا و آب را به سرعت از هم جدا کنند و زیاد کف نکنند. در سالهای گذشته، توسعه روغن توربین بر استفاده از روغنهای پایه سنتی از جمله گروه I، II و اخیراً روغنهای پایه گروه III متمرکز بوده است. در حال حاضر، فن آوری موجود از روغنهای پایه گاز به مایع (GLT) استفاده می‌کند. روغن‌های پایه گاز به مایع (GLT) از گاز طبیعی مشتق شده‌اند و روند تولید این امکان را بوجود می‌آورد که روغن پایه دارای طیف ملکولی بسیار محدودی در مقایسه با روغنهای پایه سنتی باشد. روغن‌های پایه گاز به مایع (GLT) در واقع فاقد آلاینده هستند و نسبت به مواد افزودنی مانند آنتی اکسیدانها بخوبی پاسخ می‌دهند. این روغنها به دلیل خالص بودن دارای ویژگیهای بسیار عالی مانند انتشار سریع هوا، حالت فومینگ و به حداقل رسانی وارنیش هستند. در این مقاله به تولید و ویژگیهای عملکردی روغنهای پایه گاز به مایع (GLT) و همچنین ویژگیهای فیزیکی و عملکردی روغنهای توربین که حاوی روغنهای پایه گاز به مایع (GLT) هستند، خواهیم پرداخت. 

چالش جهانی انرژی

امروز جهان با چالشهای بسیاری روبرو است که با افزایش جمعیت جهانی (9 میلیارد نفر تا سال 2050 و تا به امروز تقریباً 6.7 میلیارد) و افزایش رشد اقتصادی در کشورهای در حال توسعه افزایش خواهد یافت. این امر با روند طولانی مدت افزایش تقاضا برای انرژی مطابقت دارد. اگر جهان به همان صورتی که امروز از انرژی استفاده می‌کند همچنان از آن استفاده کند، تا سال 2050 تقاضای انرژی می‌تواند دو برابر یا حتی سه برابر میزان آن در سال 2000 شود. (منابع مورد نیاز است)

Turbine oils must be able to handle demanding conditions to support maximum efficiency and reliability. To help lower total cost of ownership, turbine operators are also looking towards oils that can increase oil drain intervals. Turbine oils must resist oxidation, separate air and water quickly and be low foaming. In years past, turbine oil development has focused on the use of traditional base oils including Group I, II and more recently Group III base oils. Technology is now available that utilizes gas-toliquid (GTL) base oils. GTL base oils are derived from natural gas and the manufacturing process allows the base oil to have a very narrow molecular range in comparison with traditional base oils. GTL base oils are essentially contaminant free and respond very well to additives such as antioxidants. Because of its purity, GTL base oil has excellent surface properties including very rapid air release, excellent antifoaming behavior and minimizes varnish. This paper will focus on the manufacture and performance properties of GTL base oils as well as physical and performance properties of turbine oils which contain GTL base oils.

Global Energy Challenge

The world today faces many challenges that will be propelled by a rising global population (9 billion people by 2050, up from today’s 6.7 billion or so) and strong economic growth in developing countries. That is consistent with the long-term trend of rising demand for energy. By 2050, energy demand could double or even triple from its level in 2000 if the world continues to use energy in the same way that it does today. (Reference needed)

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بهبود عملکرد روغن توربین با استفاده از روغن های پایه گاز به مایع (GLT)

Enhanced Turbine Oil Performance Utilizing Gas To Liquid Base Oils

کنترل فضای حالت بهینه از موتور توربین گازی

Optimal State Space Control of a Gas Turbine Engine

چکیده

1- مقدمه و توصیف مدل

2- تحلیل

2-1 مقیاس دهی

2-2 کنترل فیدبک (بازخورد) حالت

2-3 کنترل تنظیم کننده خطی درجه دوم (LQR)

2-4 راهکار Bellman برای بهینه سازی

2-5 جستجوی چند ضلعی

3- خلاصه و نتیجه گیری

کنترل آنالوگ موتور توربین گازی با چندین کنترل کننده سوخت به دست آمده از فضای حالت مقایسه شده است. یک موتور توربین گازی تک spool با استفاده از زبان شبیه سازی سطح بالا (ACSL) مبتنی بر FORTRAN مدل سازی شده است. این مدل دربرگیرنده کنترل آنالوگ سوخت است که نشان دهنده کنترل های تجاری موجود سوخت است. مدل ACL شامل چندین حالت غیر نمایشی برای تولید مدل فضای حالت خطی هشت حالته موتور است. ماتریس های A، B و C که از شرایط عملیاتی به دست آمده اند، برای دستیابی به بهره های کنترل فیدبک توسط روش های پیش رو مورد استفاده قرار گرفته اند: (1) بازخورد حالت، (2) نظریه LQR، (3) روش Belman و (4) جستجوی چند ضلعی. یک انتقال off-load پس از انتقال on-load برای هر یک از این کنترل کننده های سوخت به کار گرفته شده است. منحنی های گذرا برای مقایسه کنترل کننده های فضای حالت سوخت با کنترل کننده های آنالوگ سوخت مورد استفاده قرار گرفته اند. کنترل کننده های فضای حالت سوخت عملکرد بهتری در مقایسه با کنترل کننده های آنالوگ داشته اند.

1- مقدمه و توصیف مدل

توسعه کنترل فضای حالت سوخت در یک موتور توربین گازی تک محور و دارای سیکل ساده موضوع این مقاله است. مدل این موتور ساده همراه با کنترل آنالوگ سوخت موجود است. انتقال بار این مدل با انتقال بار واقعی مقایسه شده است و مشخص شده است که دقیق است. این مدل تایید شده به ابزاری برای توسعه کنترل کننده های چند حالتی فضای حالت برای بیشتر موتورهای پیچیده تبدیل شده است. به عنوان مثال، یک موتور با کارایی بالا برای قدرت بخشی به کشتی های دریایی یک موتور توربین گازی بازسازی شده و دارای سرمایش داخلی (ICR) است [1]. کنترل این موتور آینده دربرگیرنده نظارت بر چندین خروجی خواهد بود و دارای سه تا پنج ورودی است. تعداد ورودی ها با حالت کاری متغیر است. یک رایانه در حلقه مرکزی امکان انجام بسیاری از حالت های پیچیده را فراهم می کند و همچنین امکان بهبود در استراتژی کنترل را پس از توسعه اولیه و حتی پس از نصب نیز فراهم می کند. کنترل کننده های سوخت برای موتورهای آینده با استفاده از این مدل ساده تر موتور به عنوان یک ابزار توسعه می یابند و تایید می شوند.

3- خلاصه و نتیجه گیری

روش های مختلفی برای کنترل کننده های موتور توربین گازی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مدل آنالوگ که به زبان ACSL برنامه نویسی شده است، برای توسعه نمایش فضای حالت خطی شده برای استفاده در MATLAB به کار گرفته شده است. روش های متعددی برای دستیابی به بهره های بازخورد و نتایج حاصل از هر مجموعه بهره ارائه شده است. این روش ها شامل بازخورد حالت، LQR، Bellman و جستجوی چند ضلعی است.
روش فضای حالت برای توسعه کنترل کننده ها از طریق شبیه سازی قابل دسترسی است. به ویژه کنترل کننده های چند حالتی سوخت به این روش قابل اعمال هستند.
هیچ گونه مقایسه ی برای تحلیل این که کدام یک از این روش های فضای حالت عملکرد بهتری دارند انجام نشده است. بنابراین تحقیقات بیشتری در این زمینه می بایست انجام شود.

An analog fuel control for a gas turbine engine was compared with several state space derived fuel controls. A single spool, simple cycle gas turbine engine was modeled using ACSL (high level simulation language based on FORTRAN). The model included an analog fuel control representative of existing commercial fuel controls. The ACSL model was stripped of non-essential states to produce an 8 state linear state space model of the engine. The A, B, and C matrices, derived from rated operating conditions, were used to obtain feedback control gains by the following methods: (1) state feedback; (2) LQR theory; (3) Bellman method; and (4) polygonal search. An off-load transient followed by an on-load transient was run for each of these fuel controls. The transient curves obtained were used to compare the state space fuel controls with the analog fuel control. The state space fuel controls did better than the analog control.

1-0 Introduction and Model Description

The development of a state-space fuel control on a singleshaft, simple cycle gas turbine engine is the subject of this paper. A model of this simple engine with analog fuel control was available. The load transients of this model have been compared with actual load transients and found to be accurate. This verified model becomes a tool for developing multimode state-space controllers for more complicated engines. For example, a possible future high-efficiency engine for powering naval ships is an intercooled, regenerated (ICR) gas turbine engine [1], The control for this future engine will involve monitoring several outputs and will have three to five inputs. The number of inputs will vary with the mode of operation. A computer in the control loop will allow for many sophisticated modes and, also, allow for improvements in control strategy after initial development and even after installation. Fuel controls for future engines will be developed and verified with this simpler engine model as a tool.

3-0 Summary and Conclusions

Several different schemes for arriving at controllers for a gas turbine engine have been investigated. An analog model programmed in ACSL was used to develop a linearized statespace representation for use in MATLAB. The different approaches for obtaining feedback gains and the results from each set of gains are presented. The approaches are: state feedback, LQR, Bellman, and polygonal search.
The state-space approach to developing controllers is a viable one for simulations of this size and larger. In particular, multiinput, multimode fuel controllers are readily adaptable to this approach.
No comparison hasbeen attempted to analyze which of these state-space approaches is the “best” other than a graphical comparison of the controller in action. Much research of the seemingly endless variations in these methods needs to be conducted.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل فضای حالت بهینه از موتور توربین گازی

Optimal State Space Control of a Gas Turbine Engine

کنترل فرکانس بار یک سیستم قدرت واقعی با منابع چندگانه تولید توان

Load frequency control of a realistic power system with multi-source power generation

چکیده

1- مقدمه

2- طراحی کنترلر

3- سیستم قدرت واقعی

4- نتایج شبیه‌سازی و تحلیل آن‌ها

4-1 قید نرخ تولید

4-2 پارامتر تنظیم سرعت گاورنر (R)

5- آنالیز حساسیت

6- LFC ی واحدهای توان آبی، خوزستان، ایران

7- نتیجه‌گیری

چکیده

در این مقاله، کنترل فرکانس بار (LFC) در یک سیستم قدرت واقعی با منابع چندگانه تولید توان ارائه شده است. سیستم قدرت تک حوزه‌ای مورد نظر شامل دینامیک‌های حرارتی ناشی از توربین‌های حرارتی ری-هیت، واحدهای تولید گازی و آبی می‌شود. قیدهای مقتضی برای نرخ تولید (GTC) هم برای واحدهای حرارتی و هم آبی در نظر گرفته شده است. در عمل، دسترسی به تمامی متغیرهای حالت یک سیستم غیرممکن است و همچنین اندازه‌گیری آن‌ها نیز هزینه‌بر و دشوار است. معمولاً تنها تعداد محدودی از متغیرهای حالت و یا ترکیب‌های خطی وابسته به آن‌ها قابل‌دستیابی هستند. به منظور حل این مشکل، کنترلر فیدبک بهینه خروجی که تنها از متغیرهای حالت خروجی استفاده می‌کند، پیشنهاد شده است. عملکرد کنترلر پیشنهادی با کنترلر فیدبک حالت کامل مقایسه شده است. عملکرد این کنترلر پیشنهادی باعث ایجاد تعادل قابل قبولی بین اضافه جهش‌های فرکانس و نوسانات حالت گذرا با خطای حالت دائمی صفر در محیط سیستم‌های قدرت با منابع چندگانه می‌شود. اثر پارامتر تنظیم سرعت (R) روی پاسخ انحراف فرکانس مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز حساسیت نیز نشان می‌دهد که کنترلر پیشنهادی کاملاً مقاوم بوده و به محض اینکه بهره‌های بهینه کنترلر برای شرایط کار نامی تنظیم شدند، دیگر نیازی نیست تا زمانی که تغییرات پارامترهای سیستم از ±25% بیشتر شود و شرایط کار بار نیز از مقادیر نامی تجاوز کند، این مقادیر تنظیم شده تغییر یابند. به منظور نشان دادن اثربخشی کنترلر پیشنهادی روی سیستم قدرت واقعی، LFC ی واحدهای آبی فعال در خوزستان (استانی در جنوب غربی ایران) نیز ارائه شده است.

1- مقدمه

کنترل تولید خودکار (AGC) یک هدف مهم در سیستم‌های مدیریت انرژی مدرن (EMS ها) است. عملکرد موفق سیستم قدرت مستقل، نیازمند انطباق تولید کل با کل بار مورد تقاضا و نیز تلفات مختص سیستم است. از آنجایی که بار نسبت به مقدار نامی خود میزان غیر قابل پیش‌بینی تغییرات دارد، نقطه کار سیستم قدرت نیز تغییر می‌کند، و از این رو، ممکن است فرکانس سیستم نیز نسبت به فرکانس نامی منحرف شده و توان تولیدی برنامه ریزی شده تغییر کند. وظیفه اصلی واحد کنترل تولید خودکار، حفظ فرکانس سیستم روی مقدار نامی و یا نزدیک به آن و نیز حفظ تبادل توان صحیح بین واحدهای کنترلی است.

7- نتیجه‌گیری

در این مقاله، یک روش طراحی کنترلر فیدبک خروجی بهینه برای LFC ی یک سیستم قدرت واقعی پیشنهاد شده است. عملکرد کنترلر پیشنهادی روی سیستم قدرت دارای منابع چندگانه بررسی شده و پاسخ‌های دینامیکی با کنترلر فیدبک کامل مقایسه شده است. اثر GRC روی پاسخ انحراف فرکانسی مورد بحث قرار گرفته است. عملکرد دینامیکی سیستم در صورتی که GRC برای مطالعه سیستم واقعی در نظر گرفته نشود، بدتر خواهد شد. پاسخ انحراف فرکانس در حوزه مورد نظر و نیز پاسخ انحراف توان خروجی ژنراتور به ازای 1% تغییر پله در بار به دست آمده است. کنترلر فیدبک خروجی پاسخ انحراف فرکانسی بهتری را از خود نشان می‌دهد که دارای مقدار پیک اضافه جهش کمتر و نیز زمان نشست کوتاه‌تر و خطای حالت دائمی صفر در مقایسه با پاسخ کنترلر فیدبک حالت کامل می‌باشد. اثر تغییرات پارامتر تنظیم سرعت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بهتر است که مقدار R را عددی بین 3% تا 4% با بهره‌های کنترلر بهینه متناظرش انتخاب کنیم تا پاسخ دینامیکی بهتری از AGC برای سیستم پیشنهادی به دست آید. آنالیز حساسیت نیز مشخص کرد که تغییر ±25% در پارامترهای سیستم و شرایط کار بار نسبت به مقادیر نامی خودشان با در نظر گرفتن بهره‌های کنترلر بهینه مربوطه، روی پاسخ‌های سیستم اثر محسوسی نخواهد داشت. بنابراین، مقادیر بهینه بهره‌های کنترلر به دست آمده برای پارامترهای سیستم نامی و شرایط بار کاملاً نسبت به تغییرات پارامتری به اندازه ±25%، غیر حساس هستند. LFC ی واحدهای توان آبی فعال در ایران نیز مورد مطالعه قرار گرفت. کنترلر پیشنهادی روی این سیستم عملکرد خوبی داشته و پاسخ‌های انحراف فرکانس را به صورت قابل‌توجهی بهبود بخشیده است. از این رو برای تمامی اهداف عملی، این کنترلر کاملاً مقاوم است. به‌کارگیری کنترلر فیدبک خروجی بهینه ساده‌تر بوده و از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه تر است به این خاطر که تعداد سنسورها و اطلاعات لازم کمتر بوده و در عین حال نیازهای مسئله LFC را نیز به خوبی برآورده می‌کند.

Abstract

In this paper, load frequency control (LFC) of a realistic power system with multi-source power generation is presented. The single area power system includes dynamics of thermal with reheat turbine, hydro and gas power plants. Appropriate generation rate constraints (GRCs) are considered for the thermal and hydro plants. In practice, access to all the state variables of a system is not possible and also their measurement is costly and difficult. Usually only a reduced number of state variables or linear combinations thereof, are available. To resolve this difficulty, optimal output feedback controller which uses only the output state variables is proposed. The performances of the proposed controller are compared with the full state feedback controller. The action of this proposed controller provides satisfactory balance between frequency overshoot and transient oscillations with zero steady state error in the multi-source power system environment. The effect of regulation parameter (R) on the frequency deviation response is examined. The sensitivity analysis reveals that the proposed controller is quite robust and optimum controller gains once set for nominal condition need not to be changed for ±25% variations in the system parameters and operating load condition from their nominal values. To show the effectiveness of the proposed controller on the actual power system, the LFC of hydro power plants operational in KHOZESTAN (a province in southwest of Iran) has also been presented.

1- Introduction

Automatic Generation Control (AGC) is an important function in modern Energy Management Systems (EMSs). The successful operation of interconnected power system requires the matching of total generation with total load demand and associated system losses. As the demand deviates from its nominal value with an unpredictable small amount, the operating point of power system changes, and hence, system may experience deviations in nominal system frequency and scheduled power exchanges [1–5]. The main tasks of automatic generation control are to hold system frequency at or very close to a specified nominal value and to maintain the correct value of interchange power between control areas [6].

7- Conclusion

In this paper an optimal output feedback controller design method is proposed for the LFC of a realistic power system. The performance of the proposed controller is demonstrated on the multi-source power system and its dynamic responses are compared with full state feedback controller. The effect of GRC on frequency deviation response is discussed. The dynamic performance of the system deteriorates if GRC is not incorporated for realistic study of the system. Frequency deviation response of the area and generator output power deviation response to 1% step load perturbations have been obtained. The output feedback controller gives better frequency deviation response having relatively smaller peak overshoot and lesser settling time with zero steady state error as compared to full state feedback controller response. The effect of varying the regulation parameter has been examined. It is better to prefer the value of R between 3% and 4% with corresponding optimum controller gains to provide better dynamic response of AGC for the proposed system. The sensitivity analysis reveals that ±25% change in system parameters and operating load condition from their nominal values considering their optimum controller gains do not affect the system responses appreciably. Thus the optimum values of controller gains obtained for nominal system parameters and load condition are quite insensitive to wide parameter variation ±25%. The LFC of hydro power plants operational in Iran has also been studied. The proposed controller performs well on this system and improves the frequency deviation responses remarkably. Hence for all practical purposes, the controller is quite robust. Application of optimal output feedback controller is more simple and economic as lesser no. of sensors/ information is required and satisfies the LFC problem requirements.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل فرکانس بار یک سیستم قدرت واقعی با منابع چندگانه تولید توان

Load frequency control of a realistic power system with multi-source power generation

یک سیستم چند منظوره برای نظارت بر توالی های راه اندازی توربین گازی صنعتی

A Multi Agent System for Monitoring Industrial Gas Turbine Start-up Sequences

Abstract

This paper introduces a novel technique for condition monitoring of gas turbine start-up sequences. The vast amount of data and the complex processes behind on-line fault detection indicate the need for an automated solution. A multi-agent system that views the problem as the interaction of simple independent software entities for effective use of the available data is presented. The overall solution is derived from the combination of partial solutions provided by the components of the multiagent system. As a consequence, data interpretation is achieved by converting the data into appropriate information and combining individual agents’ information, resulting in an automatic fault diagnosis for the engineers. This multiagent system can employ various intelligent system techniques and has been implemented using the ZEUS agent building toolkit.

1 Introduction

BY DEFINITION, condition monitoring is performed when it is necessary to assess the state of a plant item and to determine whether it is malfunctioning, through reasoning and observation [1]. Early diagnosis and fault identification is an important activity for maximizing the plant economy, its operational costs and levels of safety. Engineers have introduced better decision support for complex condition monitoring procedures through the application of centralized intelligent systems by using a variety of artificial intelligence (AI) techniques [2]–[5]. It is now widely recognized that problems due to the functional complexity of condition monitoring can be overcome with architectures that contain many dynamically interacting intelligent distributed modules, called intelligent agents [6]. Each agent is an autonomous system, which processes a selection of input, and the complete interpretation and diagnosis is accomplished through the process of interaction with the other agents.

This paper introduces a real time condition monitoring multi agent system (COMMAS) developed to facilitate the task of monitoring the performance of a gas turbine. The agents collect measurements from the turbine sensors and an existing engine management system (EMS), analyze abnormal measurements and perform fault diagnosis. The aim of this work is to improve the accuracy of the existing monitoring systems by building smaller software components, which contain partial information of the state of the plant being monitored. They interact in a dynamic way to support data fusion, cross sensor corroboration and decision support functions more efficiently. This contrasts with centralized applications, which model the whole plant in a single software system.

Within this paper, Section II discusses the application problem domain of gas turbine condition monitoring. Section III presents the conceptual framework of the proposed multi-agent system and Section IV describes the analysis and design including the information flow between the agents in order to replicate the diagnostic tasks performed by the engineers. Section V presents the implementation of the framework and Section VI outlines the conclusions and some directions for future work.