CN103217946A

CN103217946A - 基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法

Info

Publication number: CN103217946A
Application number: CN2013100733686A
Authority: CN
Inventors: 唐建平; 高磊; 杨鉴; 曹华; 吴军; 王佳麒
Original assignee: SHANGHAI WAIGAOQIAO SECOND POWER GENERATING CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI WAIGAOQIAO SECOND POWER GENERATING CO Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明公开了一种基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法，其包括以下步骤：S₁、获取负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差；S₂、对该负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差进行智能化处理；S₃、将该负荷偏差、水位偏差与频率偏差的总和进行加权处理；S₄、将该加权处理的结果通过半积分技术和阀位限制进行处理，获得凝泵出口调门指令；S₅、获取凝结水流量变化量，从而暂时获得或释放至少一部分机组负荷；S₆、调节火电机组的变负荷。本发明控制方法是一种新的利用机组蓄能的方法，并与锅炉侧的控制合理结合，使机组运行更经济。

Description

基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法

技术领域

本发明涉及超（超）临界发电机组的负荷调节技术，特别是涉及一种基于凝泵变频发电机组的协调变负荷控制方法。

背景技术

超（超）临界发电机组大多采用滑压运行，所谓滑压运行是指汽轮机在不同工况运行时，不仅主汽门是全开的，而且调速汽门也是全开的。这时机组功率的变动是靠汽轮机前主蒸汽压力和温度的改变来实现。然而，滑压运行时，对负荷反映速度慢，而且低负荷时损失小，高负荷时效率低。

因此，通常为了减少调门节流损失，以及尽可能地提高机组的经济性，机组在正常运行过程中的汽机调门始终接近全开状态。但是，当机组在变负荷时就无锅炉蓄能可用，仅靠锅炉燃烧率变化而引起机组负荷变化的速率是一个缓慢的过程，较难满足电网快速变化的负荷需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中火电机组通过汽机调门的节流来换取机组的负荷响应能力的缺陷，提供一种基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法，能够在大幅减小汽机调门节流损失的同时，仍能够满足电网的负荷响应及一次调频需求。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法，其特点在于，其包括以下步骤：S₁、获取负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差；S₂、根据负荷指令和水位变化，对所述负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差进行智能化处理；S₃、根据不同的工况，将所述负荷偏差、热井水位偏差与频率偏差的总和进行加权处理；S₄、将所述加权处理的结果通过半积分技术和阀位限制进行处理，获得凝泵出口调门指令；S₅、根据所述凝泵出口调门指令，获取需要的凝结水流量变化量，从而暂时获得或释放至少一部分机组负荷；S₆、将所述凝泵出口调门指令与锅炉侧的燃烧率控制相结合，以此调节火电机组的变负荷。本发明通过快速改变凝结水流量，实现凝结水参与负荷调节的功能。

较佳地，所述步骤S₂之前还包括以下步骤：S₂₁、根据除氧器和凝汽器的容量的变化范围，确定可利用的蓄能范围，在安全范围内利用除氧器和凝汽器的水位变化。

较佳地，所述步骤S₂中所述智能化处理包括以下步骤：S₂₁’、当所述凝泵变频机组处于变负荷过程中时，在所述除氧器和所述凝汽器的水位变化安全范围内，所述凝泵出口调门不再控制水位，直接控制机组负荷偏差；S₂₂’、当所述凝泵变频机组的变负荷结束时，将所述凝泵出口调门切换至正常的水位控制。

较佳地，所述步骤S₄中阀位限制进行处理包括以下步骤：S₄₁、根据凝泵运行台数的不同，自动确定凝水调门不同的开度限制；S₄₂、通过开度限制来实现凝结水流量不超限。

较佳地，所述步骤S₅中凝泵出口调门指令包括需要的低压抽汽的变化量。

较佳地，所述步骤S₅中还包括以下步骤：S₅₁、凝泵出口调门指令通过修正除氧器和凝汽器的水位定值来改变凝结水流量。

较佳地，所述步骤S₆中锅炉侧的燃烧率控制包括煤水超调的控制优化。这样可以及时补充锅炉的蓄能。

通过上述步骤，凝泵变频控制根据机组负荷的函数关系开环控制，兼顾凝结水调负荷功能的发挥与凝泵变频的节能效果。当机组处于低负荷工况时，可以将低负荷下的凝泵频率适当抬高，以利于凝结水调负荷功能的发挥。此外，上述步骤之后还可以包括机组AGC（自动发电量控制）方式及凝结水调负荷功能退出后，适当降低凝泵变频的频率，充分发挥凝泵变频的节能效果。该控制方法可以通过在机组DCS（分散控制系统）控制系统中组态实施，不需要增加额外的硬件投入。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：本发明基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法，有效利用了机组凝结水/回热系统中的蓄能。在变负荷时首先变化凝结水流量，解决变负荷初期的负荷响应，改善由于锅炉燃烧的滞后而产生的负荷响应的延时，并优化锅炉燃烧率控制，补充利用了的蓄能，从而满足电网对机组变负荷的性能要求。该控制方法是一种新的利用机组蓄能的方法，并与锅炉侧的控制合理结合，能够使机组运行更经济。同时，通过凝泵变频控制回路的智能化处理，兼顾了凝泵变频发电机组的凝结水调负荷功能发挥与凝泵变频的节能效果。

附图说明

图1为本发明基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法的流程图。

图2为本发明基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法中采用凝结水参与负荷调节的原理图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法具体包括以下步骤：

步骤100，获取负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差。

步骤101，根据除氧器和凝汽器的容量的变化范围，确定可利用的蓄能范围，在安全范围内利用除氧器和凝汽器的水位变化。

步骤102，根据负荷指令和水位变化，对所述负荷偏差、所述频率偏差、所述热井水位偏差和所述除氧器水位偏差进行智能化处理。其中，所述智能化处理具体包括以下内容：当所述凝泵变频机组处于变负荷过程中时，在所述除氧器和所述凝汽器的水位变化安全范围内，所述凝泵出口调门不再控制水位，直接控制机组负荷偏差；当所述凝泵变频机组的变负荷结束时，将所述凝泵出口调门切换至正常的水位控制。

步骤103，根据不同的工况，将所述负荷偏差、所述水位偏差与所述频率偏差的总和进行加权处理。

步骤104，将所述加权处理的结果通过半积分技术和阀位限制进行处理。其中，所述阀位限制具体包括以下内容：根据凝泵运行台数的不同，自动确定凝水调门不同的开度限制；通过开度限制来实现凝结水流量不超限。

步骤105，获得凝泵出口调门指令。其中，所述凝泵出口调门指令包括需要的低压抽汽的变化量。

步骤106，根据凝泵出口调门指令获取需要的凝结水流量变化量，从而暂时获得或释放至少一部分机组负荷。其中，凝泵出口调门指令通过修正除氧器和凝汽器的水位定值来改变凝结水流量。

步骤107，将凝泵出口调门指令与锅炉侧的燃烧率控制相结合，以此调节火电机组的变负荷。其中，所述锅炉侧的燃烧率控制包括煤水超调的控制优化。

如图2所示，本发明基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法中采用凝结水参与负荷调节的原理如下：

首先，获取热井水位偏差200和除氧器水位偏差201，将其输入控制系统进行水位加权处理202，在进入死区智能处理环节203。此时，根据获取的负荷指令与水位变化的变负荷判断208是进入死区智能处理环节203还是偏差智能处理环节209。同时获取负荷偏差213进入偏差智能处理环节209。若进入死区智能处理环节203，则进行负荷、水位与频率加权偏差204。若进入偏差智能处理环节209，则进行平滑切换210再进行负荷、水位与频率加权偏差204。同时，获取汽机转速212进行一次调频处理环节211，通过一次调频的作用进入负荷、水位与频率加权偏差204。然后，通过PI（比例、积分及微分）调节器利用半积分调节技术205进行调节，再进行阀限处理206，从而获得凝泵出口调门指令207。

通过上述凝结水参与负荷调节的过程，可以总结如下几点：

（一）、凝结水参与负荷调节工作原理为在机组变负荷时，快速改变凝结水流量，从而自发地改变低加抽汽量，使得进入汽轮机低压缸做功的蒸汽量发生变化，引起机组负荷变化，实现凝结水参与负荷调节的功能。

（二）、凝结水参与负荷调节功能直接作用于凝泵出口调门控制回路，将负荷偏差、频率偏差叠加到水位偏差上，通过修正除氧器/凝汽器的水位定值，来改变凝结水流量。

（三）、优化锅炉侧燃烧率控制策略，主要涉及给水和燃煤的控制，并与凝结水调负荷功能有机结合，提高机组的变负荷能力。

（四）、针对采用凝泵变频的发电机组，通过智能化的处理环节直接作用于凝泵变频转速控制回路，兼顾了凝结水调负荷功能的发挥与凝泵变频的节能效果。

本发明提出的全新的机组协调控制，有效地利用了机组凝结水/回热系统中的蓄能。在变负荷时首先变化凝结水流量，解决变负荷初期的负荷响应，改善由于锅炉燃烧的滞后而产生的负荷响应的延时，并优化锅炉燃烧率控制，补充利用了的蓄能，从而满足电网对机组变负荷的性能要求。同时对于凝泵变频的发电机组，通过合理处理凝泵变频的转速控制回路，解决了凝结水调负荷功能发挥与凝泵变频节能效果难以兼顾的问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于凝泵变频机组的协调变负荷控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S₁、获取负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差；

S₂、根据负荷指令和水位变化，对所述负荷偏差、频率偏差、热井水位偏差和除氧器水位偏差进行智能化处理；

S₃、根据不同的工况，将所述负荷偏差、热井水位偏差与频率偏差的总和进行加权处理；

S₄、将所述加权处理的结果通过半积分技术和阀位限制进行处理，获得凝泵出口调门指令；

S₅、根据所述凝泵出口调门指令，获取需要的凝结水流量变化量，从而暂时获得或释放至少一部分机组负荷；

S₆、将所述凝泵出口调门指令与锅炉侧的燃烧率控制相结合，以此调节火电机组的变负荷。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₂之前还包括以下步骤：

S₂₁、根据除氧器和凝汽器的容量的变化范围，确定可利用的蓄能范围，在安全范围内利用除氧器和凝汽器的水位变化。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₂中所述智能化处理包括以下步骤：

S₂₁’、当所述凝泵变频机组处于变负荷过程中时，在所述除氧器和所述凝汽器的水位变化安全范围内，所述凝泵出口调门不再控制水位，直接控制机组负荷偏差；

S₂₂’、当所述凝泵变频机组的变负荷结束时，将所述凝泵出口调门切换至正常的水位控制。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₄中阀位限制进行处理包括以下步骤：

S₄₁、根据凝泵运行台数的不同，自动确定凝水调门不同的开度限制；

S₄₂、通过开度限制来实现凝结水流量不超限。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₅中凝泵出口调门指令包括需要的低压抽汽的变化量。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₅中还包括以下步骤：

S₅₁、凝泵出口调门指令通过修正除氧器和凝汽器的水位定值来改变凝结水流量。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S₆中锅炉侧的燃烧率控制包括煤水超调的控制优化。