CN106532740B - 具备agc接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：包括电网调度AGC指令处理回路，电网调度AGC指令处理回路包括依次连接的限幅单元、限速单元、加法器和切换器，电网调度AGC指令、最大/最小出力计算回路均与限幅单元连接，速率限制计算回路与限速单元连接，频差回路与加法器连接，操作员给定回路与切换器连接，切换器输出端连接DEH功率闭环回路，DEH功率闭环回路连接核电汽轮发电机。本发明提供的系统克服了现有技术的不足，当核电机组参与电网调峰时，不再需要操作员的干预，DEH自动响应电网调度指令，使电网快速地达到功率与负荷的平衡，大大提升了电力系统自动化水平。

Description

具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统
技术领域
本发明涉及一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，属于核电汽轮机控制技术领域。
背景技术
随着我国对能源安全和环保观念的增强以及对可持续发展的要求，核电作为一种清洁、可靠、唯一可大规模替代化石能源的发电形式，越来越受到青睐，根据《核电中长期发展规划(2005-2020年)》，2020年核电机组装机容量将达到至少4000万千瓦，可以预见，随着一大批百万千瓦级大型核电机组的逐步建成投运，核电装机容量在区域电网比重将逐渐扩大。随着电网负荷峰谷差的不断加大和发电市场竞争规则的完备，大型压水堆核电机组参与电网调峰势在必行。
随着技术的发展，现在的反应堆具备了越来越优秀的负荷适应能力，为核电汽轮机参与电网调峰创造了有利条件。美国核电用户要求文件(URD)规定三代核电机组要具备日负荷跟踪能力，也就是为了保证电网负荷平衡，需要大量改变核能发电机出力。尽管各级电网调度所根据负荷预计对管辖范围内的发电厂安排了发电计划曲线，但是，负荷预计本身一般存在着1％～2％的偏差，另外电网中意外故障的发生，也会打破发电有功功率和负荷之间的平衡。现役核电机组，核电厂操作员通过DEH(汽轮机数字电液控制系统)手动改变发电机的输出，而靠人工调整发电出力则需要较长的时间才能达到新的平衡。针对这些问题，采用自动发电控制(AGC)是一种很有效的技术手段。来自电网调度的AGC指令，一般采用阶跃输出的方式，对核电汽轮机DEH运行存在很大扰动，需要对该AGC指令回路进行平滑优化处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，能够根据电网调度指令自动改变核电汽轮发电机功率，使电网更快地达到功率与负荷的平衡。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：包括电网调度AGC指令处理回路，电网调度AGC指令处理回路包括依次连接的限幅单元、限速单元、加法器和切换器，电网调度AGC指令、最大/最小出力计算回路均与限幅单元连接，速率限制计算回路与限速单元连接，频差回路与加法器连接，操作员给定回路与切换器连接，切换器输出端连接DEH功率闭环回路，DEH功率闭环回路连接核电汽轮发电机。
优选地，所述电网调度AGC指令处理回路，接受电网调度AGC指令，经负荷最大/最小出力的限制、变负荷速率限制处理，并叠加一次调频指令后形成有效控制指令；若电网调度AGC指令处理回路处于自动状态时，则所述有效控制指令作为设定值送入DEH功率闭环回路，从而调节核电汽轮机的功率。
优选地，所述最大/最小出力计算回路，根据汽轮机排汽压力曲线对反应堆热功率保持恒定情况下汽轮机功率变化率的修正进行负荷最大/最小出力的计算；如果核岛出力闭锁条件存在，则将最大/最小出力设置为当前汽轮机功率。
优选地，所述速率限制计算回路，根据核岛出力特性和运行工况进行变负荷速率的限制处理；正常运行过程中，速率限制为5％/min；如果出现反应堆快速降负荷或RB工况，则速率设定为200％/min。
优选地，所述RB工况是指：当机组主要辅机故障跳闸造成机组实发功率受到限制时，为适应设备出力，控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的辅机所能承受的负荷目标值。
优选地，所述频差回路，根据电网实时频率与额定频率之差以及不等率，计算机组需要承担的负荷变动。
优选地，所述操作员给定回路，当电网调度AGC指令回路处于手动状态时，操作员给定回路联通DEH功率闭环回路，由操作员给定值作为DEH功率闭环回路的设定值。
优选地，所述核电汽轮发电机的有功功率输入所述DEH功率闭环回路和最大/最小出力计算回路。
本发明提供的系统克服了现有技术的不足，当核电机组参与电网调峰时，不再需要操作员的干预，DEH自动响应电网调度指令，使电网快速地达到功率与负荷的平衡，大大提升了电力系统自动化水平。
附图说明
图1为本实施例提供的具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统结构示意图；
图2为核电汽轮机排汽压力修正曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本实施例提供的具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统结构示意图，所述的具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统包括电网调度AGC指令处理回路、最大/最小出力计算回路、速率限制计算回路、频差回路和操作员给定回路。
电网调度AGC指令处理回路包括依次连接的限幅单元、限速单元、加法器和切换器，电网调度AGC指令、最大/最小出力计算回路均与限幅单元连接，速率限制计算回路与限速单元连接，频差回路与加法器连接，操作员给定回路与切换器连接，切换器输出端连接DEH功率闭环回路，DEH功率闭环回路连接核电汽轮发电机。核电汽轮发电机的有功功率输入DEH功率闭环回路和最大/最小出力计算回路。
电网调度AGC指令处理回路，接受来自RTU(远程测控终端)的电网调度AGC指令，经负荷最大/最小出力的限制、变负荷速率限制处理，并叠加一次调频指令后形成有效的控制指令。若电网调度AGC指令处理回路在自动，则该有效控制指令则作为设定值送入DEH功率闭环回路，改变核电汽轮发电机功率，使电网快速达到功率与负荷的平衡。
最大/最小出力计算回路，根据汽轮机排汽压力曲线对反应堆热功率保持恒定情况下汽轮机功率变化率的修正进行最大/最小出力的计算，如图2所示，如果核岛出力闭锁条件存在，则将最大/最小出力设置为当前汽轮机功率。
速率限制计算回路，根据核岛出力特性和具体工况进行设定，正常运行过程中，速率限制为5％/min，如果出现反应堆快速降负荷或RB工况，则速率设定为200％/min。
RB工况是指：当机组主要辅机(如主给水泵中的任一)故障跳闸造成机组实发功率受到限制时(控制系统在自动状态)，为适应设备出力，控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的辅机所能承受的负荷目标值。协调控制系统的该功能称为辅机故障减负荷(RUNBACK)，简称RB。
频差回路，根据电网实时频率与额定频率之差以及不等率，计算该机组需要承担的负荷变动。如果频差-功率函数设定转速不等率为5％，为避免机组输出电功率抖动，设定频差死区为0.033HZ。超过该区间保持20MW功率补偿不变。
操作员给定回路，当电网调度AGC指令回路手动时，由操作员给定值作为DEH功率闭环回路的设定值。

Claims (7)

1.一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：包括电网调度AGC指令处理回路，电网调度AGC指令处理回路包括依次连接的限幅单元、限速单元、加法器和切换器，电网调度AGC指令、最大/最小出力计算回路均与限幅单元连接，速率限制计算回路与限速单元连接，频差回路与加法器连接，操作员给定回路与切换器连接，切换器输出端连接DEH功率闭环回路，DEH功率闭环回路连接核电汽轮发电机；
所述电网调度AGC指令处理回路，接受电网调度AGC指令，经负荷最大/最小出力的限制、变负荷速率限制处理，并叠加一次调频指令后形成有效控制指令；若电网调度AGC指令处理回路处于自动状态时，则所述有效控制指令作为设定值送入DEH功率闭环回路，从而调节核电汽轮机的功率。
2.如权利要求1所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述最大/最小出力计算回路，根据汽轮机排汽压力曲线对反应堆热功率保持恒定情况下汽轮机功率变化率的修正进行负荷最大/最小出力的计算；如果核岛出力闭锁条件存在，则将最大/最小出力设置为当前汽轮机功率。
3.如权利要求1所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述速率限制计算回路，根据核岛出力特性和运行工况进行变负荷速率的限制处理；正常运行过程中，速率限制为5％/min；如果出现反应堆快速降负荷或RB工况，则速率设定为200％/min。
4.如权利要求3所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述RB工况是指：当机组主要辅机故障跳闸造成机组实发功率受到限制时，为适应设备出力，控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的辅机所能承受的负荷目标值。
5.如权利要求1所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述频差回路，根据电网实时频率与额定频率之差以及不等率，计算机组需要承担的负荷变动。
6.如权利要求1所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述操作员给定回路，当电网调度AGC指令回路处于手动状态时，操作员给定回路联通DEH功率闭环回路，由操作员给定值作为DEH功率闭环回路的设定值。
7.如权利要求2所述的一种具备AGC接口功能的核电汽轮机数字功频电液调节系统，其特征在于：所述核电汽轮发电机的有功功率输入所述DEH功率闭环回路和最大/最小出力计算回路。
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