1. 文献综述（或调研报告）：

人们越来越关注温室气体排放等环境问题。燃气轮机由于其较低的温室气体排放和以及更高的效率，已经被认为是一种可行的选择。燃气轮机已经在不同的电力系统日益普及，特别是联合循环连接。它相比于其他能源拥有较高的效率和较低的温室气体排放量和快速启动能力，使得有能力被用作响应峰值需求的调峰机组。不管是作为一个简单的周期配置或联合循环电厂的一部分，许多电力生产商和政府正在加大对燃气涡轮装置的依赖。

多年来，许多不同类型的燃气轮机已经发展用于不同的应用。用于发电时，燃气轮机基本上分成两个不同的类型：重型工业燃气涡轮机或单轴燃气轮机和航空式/多轴燃气轮机[2] - [4]。燃气轮机的运行所必需的关键循环是Brayton循环。

燃气轮机在通常的Brayton循环下操作时通常包括一个压缩机，一个燃烧室和一个涡轮。理想的布雷顿循环提出了四项完全不可逆过程[1]：1-2熵压缩; 2-3恒压供热; 3-4熵膨胀和4-1恒压散热。空气首先在压缩机的定熵绝热过程中被压缩（过程1-2），通常在轴向压缩机内。经过压缩阶段可将压力提升13-20倍。燃料或者是液化燃气紧接着与压缩空气混合，并在燃烧室中燃烧（过程2-3）。此后，热气体通过涡轮机膨胀（过程3-4）。气体的膨胀驱动了轮机叶片，将他连接到发电机轴上。

燃气轮机的建模一般被假定为在没有热量回收的简单循环下运行。燃气轮机的模型已有数十年的发展历史。现有的模型有：

A．物理模型

物理模型是直接从动力物理热力学性质和规律推导得来的。它们在Brayton循环中运用了控制热力学行为的规律[1]，[2]和一些简化假设，获得了表示燃气轮机动态行为的微分方程。这些规律包括质量守恒定律，能量守恒原理和能量守恒定律[5] - [9]。

公式（1）（2）下面是[7]中一个不同微分方程的例子。它展示了如何使用物理热力学定律和燃气轮机的性能得到微分方程。等式（1）是总质量守恒的平衡，（2）指的是燃气轮机的内能守恒平衡

（1）

（2）

m代表质量，U代表内能，i代表比焓，Q代表输入热量，W代表做功。

B.罗文模型

这个模型出自罗文的论文[10]，是一个简化的重式燃气轮机数学模型。这个模型作了以下假设：（1）它是一个在没有热量回收的简单循环运行的重型燃气轮机;（2）维持95％-107％额定转速之间的恒定速度;（3）它工作在15℃的环境温度，处于101.325KPa的环境压力。该模型已被用来研究调节器对系统运行的影响[11]-[13]。模型原理如图4框图所示，表示了单轴燃气轮机的控制系统和燃料系统。该模型的控制系统有三个控制回路;速度控制，温度控制和加速控制。这三个控制功能都被输入到最小值选择器（由低值选择块表示）。