CN107989665B - 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统 - Google Patents

供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107989665B
CN107989665B CN201711201417.4A CN201711201417A CN107989665B CN 107989665 B CN107989665 B CN 107989665B CN 201711201417 A CN201711201417 A CN 201711201417A CN 107989665 B CN107989665 B CN 107989665B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat supply
frequency modulation
primary frequency
pressure
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711201417.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107989665A (zh
Inventor
倪新宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huadian Electric Power Development Co ltd
Original Assignee
Shanghai Huadian Electric Power Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huadian Electric Power Development Co ltd filed Critical Shanghai Huadian Electric Power Development Co ltd
Priority to CN201711201417.4A priority Critical patent/CN107989665B/zh
Publication of CN107989665A publication Critical patent/CN107989665A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107989665B publication Critical patent/CN107989665B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种供热发电机组的三侧一次调频控制方法，在供热系统中采用调频不等率函数作为供热压力调节器的前馈输出，作用于汽轮机供热调节设备，利用进入低压汽轮机蒸汽流量的变化，增加形成一次调频功率的变化给供热发电机组，由供热发电机组进行一次调频。在原来协调侧和调速侧双侧共同一次调频的基础上，增加了供热侧一次调频（前馈）功能，组成三侧（控制系统）一次调频功能，既能满足一次调频快速和持续功率增量，又能不影响供热品质，最终减少了主汽调门的节流损失，提高了供热机组的发电效率。

Description

供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统
技术领域
本发明属于火力发电厂控制技术领域，具体地涉及一种供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统。
背景技术
目前电网中的机组大部分属于调频机组，由电网负荷调度中心根据电网频率偏离额定值的大小，调整电网中调频机组的功率，使总发电量与总负荷量相平衡，这是二次调频。一次调频是发电机组自身协调控制系统的一种功能，并网发电机组的控制系统自动控制机组有功功率的增减，限制电网频率的变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。
江苏省自2015年8月起调整了一次调频要求，机组一次调频功能投入时由先前的协调侧调频功能独立一次调频，改为协调侧和汽机侧同时投入，即为CCS+DEH双侧，在CCS侧通过协调控制系统及汽轮机功率调节器和主汽调门组成的系统来响应调频功率的动作；其中DEH侧通过主汽调门的前馈作用直接响应调频功率。调频函数也发生较大改变，提高了一次调频的能力要求，非供热的机组已经能够基本满足电网要求。现有的双侧一次调频功能对供热的机组，尤其是滑压运行且热电比较大的机组，一次调频满足电网要求的难度还是较大的。
目前现有的提高一次调频性能的方法有：1、对功率控制调节器设定值进行补偿。2、供热压力调节器设定值上的补偿方法。3、提高主汽压力滑压设定的方法提高一次调频能力的裕度，将会增加运行中主汽调门的节流损失。以上方法均采用主汽调门动作实现一次调频，在高负荷区的一次调频增功率动作中，主汽调门有时已经开度较大，功率增量不够或者没有，所以通过对功率控制调节器设定值补偿的方法是相应速度慢、功率增量不足；供热压力调节器设定值上的补偿方法是叠加供热压力调节器设定，虽然功率增量足够，但响应慢，不能完全适应一次调频的快速性、稳定性；主汽调门动作后产生与一次调频反作用的供热压力变化，经供热控制器的自动调节时对一次调频的响应作用比较慢；主汽压力运行滑压曲线设定值提高，以增加功率增量的储备，该方法由于平时运行中主汽调门节流损失增大，将牺牲较大的机组效率，长期运行经济性就差。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出了一种供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统。在原来协调侧和调速侧双侧共同一次调频的基础上，增加了供热侧一次调频（前馈）功能，组成三侧（控制系统）一次调频功能，既能满足一次调频快速和持续功率增量，又能不影响供热品质，最终减少了主汽调门的节流损失，提高了供热机组的发电效率。
本发明的技术方案是：
一种供热发电机组的三侧一次调频控制方法，包括：
S01：在供热系统中采用调频不等率函数作为供热压力调节器的前馈输出，作用于汽轮机的供热调节设备；
S02：利用进入低压汽轮机蒸汽流量的变化，增加形成一次调频功率的变化给供热发电机组，由供热发电机组进行一次调频。
优选的，在步骤S01之前还包括，确定供热压力运行范围与机组发电功率(G)加上供热流量(Q)折合发电量的关系；确定中低压连通管调节阀与供热压力的关系；确定热网允许的供热压力暂态变化范围，根据热网能够承受的供热压力快速下降的能力，得到供热压力下降对热网的供热流量、供热压力的暂态特性。
本发明还公开了一种供热发电机组的三侧一次调频控制系统，包括供热系统，所述供热系统包括供热抽汽管道、阀门与供热压力调节器，在供热系统中采用调频不等率函数作为供热压力调节器的前馈输出，作用于汽轮机供热调节设备，利用进入低压汽轮机蒸汽流量的变化，增加形成一次调频功率的变化给供热发电机组，由供热发电机组进行一次调频。
与现有技术相比，本发明的优点是：
在原来协调侧和调速侧双侧共同一次调频的基础上，增加了供热侧一次调频（前馈）功能，组成三侧（控制系统）一次调频功能。由转差经过调频不等率函数，叠加到供热压力控制器输出上，直接动作供热压力调节设备，尽快消除主汽门一次调频动作造成的供热压力变化，稳定供热压力，贡献一次调频功率的增量。当主汽调门在开足时，仍需要增加调频功率时，在供热系统允许范围和时间内及时降低供热压力（热网允许范围内），快速贡献一次调频功率的增量，提高了一次调频的性能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的原理图；
图2为汽轮机组中排供热系统。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，在原来协调侧和调速侧双侧共同一次调频的基础上，增加了供热侧一次调频（前馈）功能，组成三侧（控制系统）一次调频功能。
由转差经过不等率函数3，叠加到供热压力控制器输出上，直接动作供热压力调节设备。尽快消除主汽门一次调频动作造成的供热压力变化，稳定供热压力，贡献一次调频功率的增量。
当主汽调门在开足时，仍需要增调频功率动作时，在供热系统允许范围和时间内及时加大中低压汽轮机联通门或旋转隔板的开度，降低供热压力，快速贡献一次调频功率的增量，协同完成一次调频的动作。
反之亦然，在减调频功率动作时，在供热系统允许的暂态过程中，减小中低压汽轮机联通门或旋转隔板的开度，从而减少低压汽轮机作功，协同完成一次调频的动作。同时提高供热压力，加大了供热蒸汽流量。
例如某发电厂3号超超临界机组：在95%负荷时，进行的一次调频人工测试，发现机组主汽门已经开足，调频功率增量不能达到要求，还少0.6%Pe。如果此时供热35t/h(1.85MPa,302℃)，在45秒时间内减少供热量10t/h，将做功增加0.6%Pe，这样就能达到机组一次调频应有的性能。
汽轮机组中排供热系统如图2所示，由低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、中低压连通调节阀、供热管阀以及测量控制系统组成。供热压力调节器用来维持供热汽源压力，是调节供热蒸汽流量和低压汽轮机蒸汽流量分配的主要调节器；供热管压力调节器是辅助供热压力调节的装置，一般情况开足运行。
第一步：将中低压连通调节阀等汽轮机抽汽调节设备实现供热压力的调节，剩余的蒸汽流入到低压汽轮机，经过试验或历史数据可以得到供热压力(P)满足热网需求时的最低锅炉总热能，即供热压力运行范围与机组发电功率(G)加上供热流量(Q)折合发电量的关系。
第二步：确定中低压连通管调节阀与供热压力的关系。例如某发电厂在75%汽轮机负荷下，到低压缸流量为1114t/h，中排供热可达200-300t/h。100%汽轮机负荷下,到低压缸流量为1286t/h，中排供热可达200-300t/h。
第三步：确定热网允许的供热压力暂态变化范围，研究并试验热网能够承受的供热压力快速下降的能力，摸索出对热网的供热流量、供热压力的暂态特性。确定在不同供热流量下的供热流量（压力）允许暂态下降值。供热主干网通常长达10-20km之间，其容积相对汽轮机和热用户来说，都是巨大的。
进入低压汽轮机的蒸汽流量对应发电机功率，以本机组为例：满负荷工况下，每100t/h蒸汽做功率为2.8%额定功率。一次调频范围是0-6%额定功率，假设供热系统承担30%的一次调频功率，需要减少0-65t/h低压蒸汽流量。中排供热量设计达300t/h，相对较大容量的供热管线，在45s内减少65t/h流量，即减少供热0.8125t,在巨大容积的供热管线面前，是不会引起热用户的蒸汽压力下降到影响使用；即使承担再多60%的一次调频功率，在45秒内减少1.625t,以供热蒸汽参数（0.09MPa&300℃，密度约为0.38kg/m3）计算相当于4.27m3，供热主干线容积达1000-2000m3,压力下降约0.00038-0.000192MPa,相对于0.09MPa的供热蒸汽压力是可以忽略不计的。
在中低压连通调节阀开度增加5%，需用时4秒，减少供热流量（低压汽轮机增加流量）50t/h，发电机功率将增加1.5%。这样的调整，完全满足机组一次调频的需求。
第四步：采用调频不等率函数作为供热压力调节器的前馈输出，作用于汽轮机供热调节设备（中低压连通调节阀或中压缸旋转隔板），利用进入低压汽轮机蒸汽流量的变化，增加形成一次功率的变化（增量），提高机组一次调频性能。
以超临界机组为例，在没有供热的工况下，根据发电机功率制定了一条滑压曲线，使主汽调门具有5%开度的节流量。如果改造为供热机组后，因为滑压曲线是根据汽轮机说明书中的主汽流量设定的，为了保持节流量不变，需要根据供热量修正这条（以发电机功率为依据）滑压曲线，提高压力。采用本技术方法以后，可以减少修正量，或者还用原来的滑压曲线，本新技术采用供热量的变化，来弥补节主汽流量的不足。相比在同样的一次调频性能下，可以减少主汽调门节流损失，提高机组运行效率。
对于定压运行的机组，采用本技术方法后，可以在保证一次调频性能的前提下减少主汽调门的动作量，降低主汽压力的变化量，进而提高机组效率，同时运行参数稳定也带来运行安全稳定。
供热量的一次调频特性，在机组运行负荷稳定在某个值时，模拟一次调频功率动作供热调节设备，如再热抽汽调门、中低压缸联通管蝶阀、中压缸旋转隔板。找出一次调频做功与供热调节设备的关系。
根据调频功率输出前馈信号与供热压力调节器输出相加，驱动供热调节设备，在考核期内贡献一部分调频功率。使整个机组的一次调频性能合格。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (1)

1.一种供热发电机组的三侧一次调频控制方法，其特征在于，在协调控制系统和调速控制系统双侧共同一次调频的基础上，增加供热系统一次调频，所述三侧一次调频控制方法包括：
S00：确定供热压力运行范围与机组发电功率加上供热流量折合发电量的关系；确定中低压连通管调节阀与供热压力的关系；确定热网允许的供热压力暂态变化范围，根据热网能够承受的供热压力快速下降的能力，得到供热压力下降对热网的供热流量、供热压力的暂态特性；
S01：在供热系统中，由汽轮机转差经过不等率函数作为供热压力调节器的前馈输出，叠加到供热压力控制器输出上，作用于汽轮机供热调节设备；
S02：在增调频功率动作时，在供热系统允许范围和时间内加大中低压汽轮机联通门或旋转隔板的开度，利用进入低压汽轮机蒸汽流量的变化，增加形成一次调频功率的变化给供热发电机组，与供热发电机组的协调控制系统和调速控制系统协同进行一次调频动作；
S03：在减调频功率动作时，在供热系统允许的暂态过程中，减小中低压汽轮机联通门或旋转隔板的开度，减少低压汽轮机作功，与供热发电机组的协调控制系统和调速控制系统协同完成一次调频的动作。
CN201711201417.4A 2017-11-27 2017-11-27 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统 Active CN107989665B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711201417.4A CN107989665B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711201417.4A CN107989665B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107989665A CN107989665A (zh) 2018-05-04
CN107989665B true CN107989665B (zh) 2020-10-13

Family

ID=62033073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711201417.4A Active CN107989665B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107989665B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109322715A (zh) * 2018-09-03 2019-02-12 福建省鸿山热电有限责任公司 一种抽凝供热机组响应电网一次调频的方法
CN109782584B (zh) * 2019-01-21 2022-05-17 杭州澎康自动化科技有限公司 一种抽背型汽轮机自整定控制方法
CN110048436B (zh) * 2019-04-30 2021-02-23 国家能源投资集团有限责任公司 电网调频控制方法及装置
CN110792481A (zh) * 2019-09-16 2020-02-14 华北电力大学 一种热电联产发电系统及其控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3872406B2 (ja) * 2002-09-02 2007-01-24 株式会社日立製作所 発電プラントの負荷制御方法
CN102629762B (zh) * 2012-04-24 2014-04-16 湖北省电力公司电力科学研究院 基于浮动频差调节和变速率负荷指令修正的一次调频方法
CN102787870B (zh) * 2012-08-25 2014-11-26 华北电力大学（保定） 一种提高供热机组一次调频能力的方法
CN105896569A (zh) * 2016-04-12 2016-08-24 国网上海市电力公司 一种超临界机组ccs侧一次调频方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107989665A (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107989665B (zh) 供热发电机组的三侧一次调频控制方法及系统
CN108708775B (zh) 基于热电负荷转换模型的热电联产机组快速变负荷控制方法
CN101864994B (zh) 一种大型汽轮机滑压优化的修正方法
CN109638879B (zh) 基于性能指标评估的一次调频动态补偿调整系统及方法
CN107317345B (zh) 一种电解类负荷参与孤立电网频率控制的方法
CN102611124B (zh) 适应智能电网的火力发电机组一次调频控制方法
CN106773681B (zh) 一种汽包锅炉火电机组一次调频控制优化方法
CN110347201B (zh) 一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法及系统
CN105588179A (zh) 一种基于模糊pid算法的热网控制回路
CN108683200B (zh) 一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法
CN104865830A (zh) 一种机组负荷双重智能优化控制方法
CN107732941B (zh) 一种电池储能电源参与电网一次调频的控制方法
CN105652663B (zh) 一种基于负荷区判别的滑压曲线深度优化的方法
CN112650169B (zh) 基于焓值及燃料在线热值计算的发电机组主参数控制系统
CN111255529B (zh) 供热切缸机组运行时快速响应自动发电控制系统及方法
CN107834564B (zh) 一种微电网系统的小干扰电压稳定性的控制方法
CN109378833B (zh) 一种通过控制汽轮机抽汽量实现机组快速调频的方法
CN113452092B (zh) 一种提升火电机组agc综合调频性能指标的控制方法
CN108549231B (zh) 一种融合供热抽汽调节的热电联产机组的协调控制方法
CN111853906A (zh) 一种火电机组供热高低压旁路阀自动调节方法及系统
CN106410860A (zh) 多燃料混烧直流炉发电机组一次调频方法
KR20170086408A (ko) 파워 플랜트의 작동 방법 및 파워 플랜트
CN108131238A (zh) 一种抑制水锤压力波动的新型pid控制方法
CN109915216A (zh) 一种供热机组控制抽汽短时调频系统与调节方法
CN110716425B (zh) 一种热电联产机组电热协调控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant