CN109634106B - 一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法 - Google Patents

一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于火力发电技术领域，具体公开了一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，包括：构建主蒸汽压力设定SP主形成回路，再针对机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间，分别设置压力速率限制中升压和降压速率，分别设置主蒸汽压力设定SP降负荷闭锁升压、升负荷闭锁降压两个预判回路。本发明通过提前预判机组负荷变化情况，及时闭锁主蒸汽压力设定SP反向变化，提高锅炉热负荷匹配机组负荷响应速度，同时提高机组安全经济性和网源协调能力，保证机组安全稳定运行。

Description

一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，适用于机组频繁变负荷工况。
背景技术
近年来随着电网中风电、光伏发电等新能源供电比例提高，以及电网对出台的《电厂并网管理细则》和《辅助服务补偿》两项细则考核趋严，火力发电机组自动发电控制AGC(Automatic Generation Control)负荷指令频繁快速变化，主蒸汽压力设定值基于大惯性、大迟延特性，滞后于负荷变化；机组负荷调节和主蒸汽压力调节方向出现相反情况，原有协调控制系统设计的主蒸汽压力设定值形成回路无法适应AGC指令快速频繁波动，导致机组主蒸汽压力波动大、两项细则考核严重，机组煤、水、风等各系统跟随波动大，甚至严重影响了机组安全稳定运行。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，提前预判机组负荷，提高锅炉热负荷匹配机组负荷响应速度，同时提高机组安全经济性和网源协调能力。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，包括以下步骤：
步骤1，构建主蒸汽压力设定SP主形成回路，依次为：AGC指令或运行人员负荷指令、负荷速率限制、滑压函数曲线确定、三个一阶惯性环节、压力速率限制；
步骤2，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间；
步骤3，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置压力速率限制中升压和降压速率；
步骤4，根据步骤2和步骤3设置的三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间以及压力速率限制中升压和降压速率，建立主蒸汽压力设定SP的预判回路。
本发明技术方案的特点和进一步的改进在于：
所述主蒸汽压力设定SP的预判回路包含闭锁升压回路和闭锁降压回路。
其中，所述闭锁升压回路具体为：当AGC指令为降负荷，滑压曲线压力设定值Y与当前主蒸汽压力SP的差值小于压力设定值a，并且汽轮机综合阈位小于调节裕度设定值c时，分别通过将主蒸汽压力SP主形成回路中的三个一阶惯性环节的升压惯性时间切至惯性时间常数T0，升压速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续升压。
所述闭锁降压回路具体为：当AGC指令为升负荷，当前主蒸汽压力SP与滑压曲线压力设定值Y的差值小于压力设定值a，并且汽轮机综合阈位大于调节裕度设定值b时，分别通过将主蒸汽压力SP主形成回路中的三个一阶惯性环节的升压惯性时间切至惯性时间常数T0，降压速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续降压。
进一步的，所述压力设定值a为1-1.5MPa。
所述调节裕度设定值c为85-95％。
所述惯性时间常数T0为不小于600s。
所述调节裕度设定值b为40-50％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的火电机组主蒸汽压力设定优化方法针对机组升降负荷和压力设定变化不同情况，设置主蒸汽压力设定SP降负荷闭锁升压、升负荷闭锁降压两个预判回路，提前预判机组负荷的变化情况，及时闭锁主蒸汽压力设定SP反向变化，提高锅炉热负荷匹配机组负荷响应速度，同时提高机组安全经济性和网源协调能力，保证机组安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为主蒸汽压力设定SP形成回路框图。
图中，AGC指令为电网调度给机组的负荷指令；Y为机组滑压曲线压力输出值；T1、T2分别为主蒸汽压力主形成回路中的三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间，T0为闭锁升压、降压时惯性时间常数；R1、R2分别为主形成回路中的主蒸汽压力升压速率和降压速率；a是指实际主蒸汽压力设定SP和滑压曲线输出值Y在一定压力设定值范围内；b、c分别为汽轮机综合阀位对应的较小和较大开度。
具体实施方式
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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤1，构建主蒸汽压力设定SP主形成回路，主要包括：AGC指令或运行人员负荷指令，经过负荷速率限制，滑压函数曲线，然后经过三个一阶惯性环节，最后经过压力速率限制环节。
步骤2，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间，每个惯性环节也可单独设置升压和降压惯性时间。
步骤3，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置压力速率限制中升压和降压速率。
步骤4，根据步骤2和步骤3设置的三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间以及压力速率限制中升压和降压速率，建立主蒸汽压力设定SP预判闭锁升压和降压回路。
具体为：
当AGC指令为降负荷时，当前主蒸汽压力SP低于滑压曲线压力设定值Y的值小于一定压力设定值a(压力设定值a可设1.5MPa)，且汽轮机综合阀位小于调节裕度设定值c(调节裕度设定值可设90％)；即当AGC降负荷，主蒸汽压力在一定范围内，汽轮机有一定调节裕度时，分别通过对主蒸汽压力主形成回路中三个一阶惯性环节的升压惯性时间切至惯性时间常数T0(惯性时间常数T0可设600s)，速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续升压。
当AGC指令为升负荷时，当前主蒸汽压力SP高于滑压曲线压力设定值Y在一定压力设定值a(压力设定值a可设1.5MPa)，且汽轮机综合阀位大于调节裕度设定值b(调节裕度设定值b可设40％)；即当AGC升负荷，主蒸汽压力在一定范围内，汽轮机有一定调节裕度时，通过对主蒸汽压力形成回路中三个一阶惯性环节降压惯性时间切至惯性时间常数T0(惯性时间常数T0可设600s)，降压速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续降压。
以上实施例中，惯性时间常数T0根据锅炉特性设置。
本发明的火电机组主蒸汽压力设定优化方法可通过分散控制系统DCS(Distributed Control System)软件平台实现，通过提前预判机组负荷变化情况，及时闭锁主蒸汽压力设定SP反向变化，提高了锅炉热负荷匹配机组负荷响应速度，同时提高了机组安全经济性和网源协调能力，保证机组安全稳定运行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种火电机组主蒸汽压力设定优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，构建主蒸汽压力设定SP主形成回路，依次为：AGC指令或运行人员负荷指令、负荷速率限制、滑压函数曲线确定、三个一阶惯性环节、压力速率限制；
步骤2，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间；
步骤3，根据机组升降负荷和压力设定变化不同情况，分别设置压力速率限制中升压和降压速率；
步骤4，根据步骤2和步骤3中设置的三个一阶惯性环节升压和降压惯性时间，以及压力速率限制中升压和降压速率，建立主蒸汽压力设定SP的预判回路；所述主蒸汽压力设定SP的预判回路包含闭锁升压回路和闭锁降压回路；
所述闭锁升压回路具体为：当AGC指令为降负荷，滑压曲线压力设定值Y与当前主蒸汽压力SP的差值小于压力设定值a，并且汽轮机综合阈位小于调节裕度设定值c时，分别通过将主蒸汽压力SP主形成回路中的三个一阶惯性环节的升压惯性时间切至惯性时间常数T0，升压速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续升压；
所述闭锁降压回路具体为：当AGC指令为升负荷，当前主蒸汽压力SP与滑压曲线压力设定值Y的差值小于压力设定值a，并且汽轮机综合阈位大于调节裕度设定值b时，分别通过将主蒸汽压力SP主形成回路中的三个一阶惯性环节的升压惯性时间切至惯性时间常数T0，降压速率限制切至0，实现闭锁主蒸汽压力继续降压。
2.根据权利要求1所述的火电机组主蒸汽压力设定优化方法，其特征在于，所述压力设定值a为1-1.5MPa。
3.根据权利要求1所述的火电机组主蒸汽压力设定优化方法，其特征在于，所述调节裕度设定值c为85-95％。
4.根据权利要求1所述的火电机组主蒸汽压力设定优化方法，其特征在于，所述惯性时间常数T0为不小于600s。
5.根据权利要求1所述的火电机组主蒸汽压力设定优化方法，其特征在于，所述调节裕度设定值b为40-50％。
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