CN104747295B - 燃气轮机功率控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机功率控制方法及装置，所述方法包括：获取燃气轮机的实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；根据实测转数值和、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；将预设功率目标值与功率设定值进行比较；若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值。上述方法能够实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性。

Description

燃气轮机功率控制方法及装置
技术领域
本发明涉及燃气轮机控制技术领域，尤其涉及一种燃气轮机功率控制方法及装置。
背景技术
现有的燃气轮机的功率控制，采用负荷目标值与实测功率取差值与0进行比较，根据比较结果，对转速基准设定值进行升降处理。
上述方法以实测功率作为比较值，当机组功率由于某种原因提升(或降低)的速率远小于转速基准的提升(或降低)的速率时，实测负荷一直低于(或高于)目标负荷值，负荷管理一直发出提升(或降低)转速基准的指令，直至转速基准达到上限值(或下限值)，当实测负荷被调节到高于(或低于)目标负荷时，需要降低(或提升)转速基准，这时转速基准需要从上限值(或下限值)开始进行调节，到达目标值需要的时间较长，造成的超调较大，震荡周期较多。
对于不参与一次调频的机组来说，上述调节方式在功率调节出现响应不及时的时候，容易造成机组调节时间过长，震动周期过多的影响。
鉴于此，如何控制燃气轮机功率，以实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性成为当前需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种燃气轮机功率控制方法及装置，能够实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性。
第一方面，本发明提供一种燃气轮机功率控制方法，包括：
获取燃气轮机的实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；
根据实测转数值和、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；
将预设功率目标值与功率设定值进行比较；
若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；
若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；
若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值；
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
可选地，所述功率设定值是根据实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
可选地，所述方法还包括：
获取调整所述转速基准设定值之后的燃气轮机的实测功率和实测转速；
根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值；
根据功率反馈值，获取转速设定值；
将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
可选地，所述功率反馈值是根据实测功率和功率系数Kδ，使用第七公式计算得到的；
所述转速设定值是根据功率反馈值，使用第六公式计算得到的；
所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值；
所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
可选地，所述将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值，包括：
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
第二方面，本发明提供一种燃气轮机功率控制装置，包括：
第一获取模块，用于获取燃气轮机的实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；
第二获取模块，用于根据实测转数值和、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；
比较模块，用于将预设功率目标值与功率设定值进行比较；
确定模块，用于若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值；
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
可选地，所述功率设定值是根据实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
可选地，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取调整所述转速基准设定值之后的燃气轮机的实测功率和实测转速；
第四获取模块，用于根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值；
第五获取模块，用于根据功率反馈值，获取转速设定值；
第六获取模块，用于将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
可选地，所述功率反馈值是根据实测功率和功率系数Kδ，使用第七公式计算得到的；
所述转速设定值是根据功率反馈值，使用第六公式计算得到的；
所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值；
所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
可选地，所述第六获取模块，具体用于
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
由上述技术方案可知，本发明的燃气轮机功率控制方法及装置，能够实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的流程示意图；
图3为图2所示实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的具体流程的示意图；
图4为图2所示实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的逻辑框图；
图5为本发明一实施例提供的一种燃气轮机功率控制装置的结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的一种燃气轮机功率控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一实施例提供的燃气轮机功率控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的燃气轮机功率控制方法如下所述。
101、获取燃气轮机的实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速。
102、根据实测转数值和、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值。
103、将预设功率目标值与功率设定值进行比较，若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值。
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
在具体应用中，所述功率设定值是根据实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
应说明的是，在本实施例中，可由燃气轮机功率控制系统预设功率值、操作员给定功率值、操作员调节功率值作为功率目标值或根据机组运行状况调整功率值作为功率目标值。
可理解的是，上述步骤103中的“将预设功率目标值与功率设定值进行比较”可以具体为将预设功率目标值与功率设定值的差值I与0进行比较。
在具体应用中，如图2所示，在步骤103之后，还可包括步骤104-107：
104、获取调整所述转速基准设定值(提升/降低/不变)之后的燃气轮机的实测功率和实测转速。
105、根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值。
在具体应用中，本步骤105中的功率反馈值可根据实测功率和功率系数Kδ，使用第七公式计算得到，所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
106、根据功率反馈值，获取转速设定值。
在具体应用中，本步骤106中的转速设定值可根据功率反馈值，使用第六公式计算得到，所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值。
107、将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
应说明的是，在本步骤中是获取燃料量值或者阀门开度值等表征燃料量的数值，即所述表征燃料量的数值为燃料量值或者阀门开度值等。
本实施例图3示出了图2所示实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的具体流程的示意图，图4示出了图2所示实施例提供的一种燃气轮机功率控制方法的逻辑框图。
举例来说，上述步骤107可以优选为：
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
本实施例的燃气轮机功率控制方法，通过将转速基准设定值换算成功率设定值，能够实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性。
图5示出了本发明第三实施例提供的一种燃气轮机功率控制装置的结构示意图，如图5所示，本实施例的燃气轮机功率控制装置包括：第一获取模块51、第二获取模块52、比较模块53和确定模块54；
第一获取模块51，用于获取燃气轮机的实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；
第二获取模块52，用于根据实测转数值和、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；
比较模块53，用于将预设功率目标值与功率设定值进行比较；
确定模块54，用于若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值；
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
在具体应用中，所述功率设定值是根据实测转数值、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
应说明的是，在本实施例中，可由燃气轮机功率控制系统预设功率值、操作员给定功率值、操作员调节功率值作为功率目标值或根据机组运行状况调整功率值作为功率目标值。
在具体应用中，如图6所示，在本实施例所述装置还可包括图中未示出的：第三获取模块55、第四获取模块56、第五获取模块57和第六获取模块58；
第三获取模块55，用于获取调整所述转速基准设定值之后的燃气轮机的实测功率和实测转速；
第四获取模块56，用于根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值；
第五获取模块57，用于根据功率反馈值，获取转速设定值；
第六获取模块58，用于将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
在具体应用中，所述转速设定值可使用第六公式计算得到的，所述功率反馈值可使用第七公式计算得到的；
所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值；
所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
应说明的是，所述表征燃料量的数值为燃料量值或者阀门开度值等。
进一步地，举例来说，所述第六获取模块58可以具体用于
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
本实施例的燃气轮机功率控制装置，能够通过将转速基准设定值换算成功率设定值，能够实现燃气轮机机组在不参与一次调频的情况下负荷控制的稳定性及快速性。
本实施例的燃气轮机功率控制装置，可以用于执行前述图1及图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在本发明实施例中“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等并不是对先后顺序做出规定，只是对名称做出区别，在本实施方式中，不做出任何的限定。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种燃气轮机功率控制方法，其特征在于，包括：
获取燃气轮机的实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；
根据实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；
将预设功率目标值与功率设定值进行比较；
若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；
若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；
若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值；
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率设定值是根据实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取调整所述转速基准设定值之后的燃气轮机的实测功率和实测转速；
根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值；
根据功率反馈值，获取转速设定值；
将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率反馈值是根据实测功率和功率系数Kδ，使用第七公式计算得到的；
所述转速设定值是根据功率反馈值，使用第六公式计算得到的；
所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值；
所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值，包括：
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
6.一种燃气轮机功率控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取燃气轮机的实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速；
第二获取模块，用于根据实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，获取功率设定值；
比较模块，用于将预设功率目标值与功率设定值进行比较；
确定模块，用于若预设功率目标值大于功率设定值，则确定以第一转速基准变化率来提升转速基准设定值；若预设功率目标值小于功率设定值，则确定以第二转速基准变化率来降低转速基准设定值；若预设功率目标值等于功率设定值，则确定不调整转速基准设定值；
其中，所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速获取的。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述功率设定值是根据实测转速、空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第一公式计算得到的；
所述第一转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第二公式计算得到的；
所述第二转速基准变化率是根据空负荷转速、满负荷转速和额定转速，使用第三公式计算得到的；
所述第一公式为：
其中，功率系数Kδ是通过第四公式计算得到的，所述第四公式为：
其中，转速不等率是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：
n1为空负荷转速，n2为满负荷转速，n0为额定转速；
所述第二公式为：
其中，第一功率变化率为燃气轮机当前工作模式对应的功率变化率；
所述第三公式为：
第二转速基准变化率＝第一功率变化率×功率系数Kδ×－1。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第三获取模块，用于获取调整所述转速基准设定值之后的燃气轮机的实测功率和实测转速；
第四获取模块，用于根据实测功率和功率系数Kδ，获取功率反馈值；
第五获取模块，用于根据功率反馈值，获取转速设定值；
第六获取模块，用于将转速设定值与实测转速进行调节运算，获取表征燃料量的数值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述功率反馈值是根据实测功率和功率系数Kδ，使用第七公式计算得到的；
所述转速设定值是根据功率反馈值，使用第六公式计算得到的；
所述第六公式为：
转速设定值＝转速基准设定值－功率反馈值；
所述第七公式为：
功率反馈值＝实测功率×功率系数Kδ。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第六获取模块，具体用于
将转速设定值与实测转速进行PID运算，获取表征燃料量的数值。
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