Development of a mathematical model of the control system for a 6MW turbine-generator set

Melnikov, Dmitrij V. (avtor), Chubarov, Fedor L. (avtor), Sizov, Alexander N. (avtor), Raevsky, Vladimir A. (avtor), Orekhov, Sergey Y. (avtor)

The stability of the rotation frequency of the synchronous electric generator as part of the turbinegenerator set is one of the most important indicators determining the quality of the electric power and its suitability for various consumers. Maintaining the rated frequency of the generator rotor spinning and, as a consequence, the frequency of the generated current directly depends on the balance between the mechanical power developed by the steam turbine and the electric power consumed by the load. The automatic control system must constantly adjust the power generated by the steam turbine by changing the steam supply to its blade system in order to maintain the frequency at a specified level. The paper identifies the still ignored features of the control system of the turbine-generator set rotation frequency and power using a mathematical model to obtain the data needed to design of the turbine set. The development of the interconnected mathematical models of the turbine set elements is described, i.e. the synchronous generator, steam turbine, chambers in the turbine steam path and the implementation of the turbine-generator set as a whole. The results of the computational experiments simulating the disturbing impact on the turbine-generator set are presented.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: steam turbine, synchronous generator, turbine-generator set, controlling system, computer modelling, computational experiment
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2025
• Št. strani: Str. 288-299
• Številčenje: Letn. 92, št. 5
• PID: 20.500.12556/RUL-183583
• UDK: 621.311:62-52
• ISSN pri članku: 0013-5852
• COBISS.SI-ID: 280556291
• Datum objave v RUL: 15.06.2026

Gradivo je del revije

• Naslov: Elektrotehniški vestnik
• Založnik: Strokovna zadruga koncesijoniranih elektrotehnikov, Elektrotehniška zveza Slovenije
• ISSN: 0013-5852
• COBISS.SI-ID: 742916

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Razvoj matematičnega modela krmilnega sistema za 6 MW turbinsko-generatorski sklop

Izvleček

Stabilnost frekvence vrtenja sinhronega električnega generatorja v turbinsko-generatorskem sklopu je ključni pokazatelj kakovosti električne energije in njene uporabnosti za različne porabnike. Ohranitev nazivnega vrtilnega momenta rotorja generatorja in s tem frekvence proizvedenega toka je odvisna od ravnovesja med mehansko močjo, ki jo razvije parna turbina, in električno močjo, ki jo porabi obremenitev. Avtomatski krmilni sistem nenehno prilagaja moč turbine z uravnavanjem dovoda pare, da ohrani frekvenco na želeni vrednosti. Članek s pomočjo matematičnega modela opiše še premalo raziskane značilnosti krmilnega sistema frekvence vrtenja in moči turbinsko-generatorskega sklopa ter opisuje razvoj povezanih modelov posameznih elementov sklopa (sinhroni generator, parna turbina, komore v parni poti) in simulacijo delovanja celotnega sistema. Predstavljeni so tudi rezultati simulacij, ki prikazujejo odziv sklopa na motnje.

• Ključne besede: sinhroni električni generator, kakovost električne energije, vrtilni moment, matematični model