热能动力工程

作者：明亮,陈吉欣,张正涛,王志涛,范阔

单位：哈尔滨工程大学,,哈尔滨工程大学,,哈尔滨工程大学,,哈尔滨工程大学,,中国船舶集团公司第703研究所,

关键词：碳中和;氢混合燃料;燃气轮机;动态特性;线性自抗扰

基金：基础产品创新科研项目（GT20220501）

天然气掺氢可以有效实现降碳，燃气轮机掺氢运行可以提升可再生能源的储存消纳，但掺氢会带来燃气轮机动态特性变化，需开展相关仿真及控制策略研究。本文构建了一个包含涡轮特性修正的天然气/氢混合燃料燃气轮机的变工况特性预测混合模型，使用了国家管网提供的实机数据进行模型校准，针对掺氢带来的燃气轮机动态特性变化，提出了基于LADRC的控制策略。结果表明：掺氢能够改善燃气轮机动态特性，增加压气机喘振裕度，但氢含量变化会造成转速波动及燃气初温瞬时升高等影响。本文所提出的基于LADRC的控制策略可以有效在负载突变及掺氢比波动时改善燃机动态特性。相较于传统PID控制器，超调量和恢复时间可分别降低至50%和20%，同时能够有效改善氢含量波动时燃气初温的峰值变化，提高系统的可靠性。

来源：2025年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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