UTJECAJ VREMENA DISKRETIZACIJE I ŠUMA NA ODREIVANJE PARAMETARA LINEARNOG KONTINUIRANOG MODELA SUSTAVA REGULACIJE PARNE TURBINE P. Crnošija, T. Bjažić, B. Bošnjak Fakultet elektrotehnike i računarstva Unska 3, Zagreb, Hrvatska Tel.: +385 1 6129 849, Faks: + 385 1 6129 809 E-mail: petar.crnosija@fer.hr Sažetak - Za eksperimentalno određivanje modela neophodno je odrediti utjecaj vremena diskretizacije signala i šuma u mjernom signalu na točnost određivanja parametara modela sustava. U ovom je radu opisan postupak određivanja linearnog kontinuiranog dinamičkog modela sustava regulacije parne turbine uz primjenu Matlaba za simuliranje i optimiranje parametara prijenosnih funkcija. Određena je maksimalna vrijednost vremena diskretizacije i razrađen je način filtriranja signala, kojim se postiže zadovoljavajuća točnost određivanja optimalnih vrijednosti parametara prijenosnih funkcija turbine s kondenzatorom i servo motorom. Dani su odzivi tlaka reguliranog oduzimanja i protutlaka te maksimalne vrijednosti pogreške u prijelaznoj pojavi i pogreške određivanja parametara prijenosnih funkcija uz diskretizaciju signala i prisutnost šuma u mjernom signalu. I. UVOD Za projektiranje regulatora koristi se matematički model dinamike sustava regulacije parne turbine, koji je moguće odrediti analitičkim postupkom i eksperimentalno. Eksperimantalno određivanje dinamičkog modela i parametara modela zahtijeva snimanje i analizu prijelaznih pojava sustava regulacije [1, 2, 3]. Znatno ubrzanje eksperimentalnog postupka određivanja oblika i optimalnih parametara prijenosnih funkcija postiže se razradom i provjerom tog postupka simuliranjem na računalu. U [4] je opisan postupak za određivanje linearnog kontinuiranog dinamičkog modela sustava regulacije parne turbine uz korištenje nelinearnog kontinuiranog modela te Matlaba za simuliranje sustava i optimiranje parametara prijenosnih sunkcija [5]. Određeni su najpovoljniji oblici i optimalne vrijednosti parametara prijenosnih funkcija hidrauličkog servo motora te turbine s kondenzatorom i servo motorom, kojima se postiže najmanja vrijednost pogreške u prijelaznoj pojavi u odnosu na nelinearni dinamički model sustava regulacije parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb. Izvedba i rad sustava sustava regulacije parne turbine opisani su u [6]. Metode optimiranja parametara opisane su u [5, 7, 8, 9, 10]. U ovom je radu opisan utjecaj vremena diskretizacije signala i šuma u mjernom signalu na točnost određivanja optimalnih vrijednosti parametara linearnog kontinuiranog modela sustava regulacije parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb. U drugom poglavlju dan je prikaz sustava regulacije parne turbine 30 MW u EL-TO Zagreb. Utjecaj vremena diskretizacije mjernih signala na točnost određivanja optimalnih vrijednosti parametara linearnog kontinuiranog modela servo motora i sustava regulacije parne turbine dan je u trećem poglavlju. Način filtriranja šuma u mjernom signalu i utjecaj šuma na maksimalnu vrijednost pogreške u prijelaznoj pojavi i pogrešku određivanja optimalnih vrijednosti parametara linearnog kontinuiranog modela servo motora i sustava regulacije parne turbine opisan je u četvrtom poglavlju. Zaključna razmatranja navedena su u petom poglavlju, a korištena literatura navedena je u šestom poglavlju. II. PRIKAZ STRUKTURE SUSTAVA REGULACIJE PARNE TURBINE 30 MW U EL-TO ZAGREB Parnoturbinsko postrojenje snage 30 MW instalirano u EL-TO Zagreb sastoji se od protutlačne parne turbine s reguliranim oduzimanjem pare, grijućeg kondenzatora, kondenzatnih pumpi, parnog ejektora, otplinjača, napojnih pumpi i visokotlačnog regenerativnog zagrijača. Para iz reguliranog oduzimanja koristi se za toplinske potrošače i za visokotlačni regenerativni zagrijač napojne vode. Manji dio pare iz nereguliranog oduzimanja koristi se za toplinske potrošače nižeg tlaka i za otplinjač. Izlazna para iz turbine koristi se u grijućim kondenzatorima za grijanje mrežne vode. Regulacijski sustav protutlačne turbine s reguliranim oduzimanjem pare sastoji se od sljedećih osnovnih dijelova: hidrauličkih i mikroprocesorskih regulatora brzine vrtnje, tlaka oduzete pare i tlaka izlazne pare, parorazvodnih ventila visokog tlaka (VT) i niskog tlaka (NT), krilnih servo motora s razvodnom osovinom za parorazvodne ventile visokog tlaka (VT) i niskog tlaka (NT). Regulacijski sustav turbine namijenjen je za reguliranje triju fizikalnih veličina: brzine vrtnje, tlaka reguliranog oduzimanja pare i protutlaka izlazne pare. Zbog toga je regulacijski sustav turbine izveden s tri regulatora: brzine vrtnje, tlaka oduzimane pare i protutlačne pare. Budući da na turbini postoje samo dvije grupe ventila sa servo motorima: visokog tlaka (VT) i niskog tlaka (NT), nikada ne mogu istovremeno djelovati sva tri regulatora. Iz tog proizlazi da je kod ove turbine moguće odvojeno ili zajedničko djelovanje sljedećih regulatora: brzine vrtnje, tlaka oduzete pare, tlaka izlazne pare, brzine vrtnje i tlaka oduzete pare (u otočnom režimu rada), tlaka oduzimane pare i protutlaka izlazne pare (kada je agregat sinkroniziran s mrežom). Linearni kontinuirani dinamički model servo motora te turbine s kondenzatorom i servo motorima određen je za slučaj sinkronizacije generatora s mrežom. U tom su slučaju ulazne (upravljačke i poremećajne) veličine u turboagregat: