CN112039091A - 一种基于零号高加的一次调频控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于零号高加的一次调频控制方法，该方法针对增设可调整抽汽的零号高加设备的火电机组，通过在零号高加抽汽调阀控制回路中叠加一次调频控制分量，按照调频需求改变零号高加抽汽流量，从而改变汽轮机内做功蒸汽量，达到改变机组功率输出，响应电网一次调频；同时设计锅炉中间点温度补偿控制回路，进行零号高加参与调频过程中的锅炉水煤配比动态补偿，减少高压回热系统蓄能利用对锅炉安全稳定运行影响。与现有技术相比，本发明具有提高了火电机组一次调频响应性能，并充分利用高压回热系统蓄能参与调频控制等优点。

Description

一种基于零号高加的一次调频控制方法
技术领域
本发明涉及热工自动控制及保护领域，尤其是涉及一种基于零号高加(高压加热器)的一次调频控制方法。
背景技术
由于燃煤火电机组蒸汽生产过程的大惯性与大延迟，传统的一次调频方式是释放锅炉蓄热以满足电网调频需求，其一次调频响应性能与机组锅炉蓄热量密切相关。当前火电机组多为超(超)临界机组，直流型锅炉蓄热能力有限，对于电网中小频差扰动，其一次调频动作负荷能够满足电网要求。但在电网低频事故等大频差工况下，其一次调频能力相比于相关标准有所不足，难以在短时间内达到电网一次调频负荷响应需求。同时，众多机组为更多利用锅炉蓄热进行一次调频响应，设置较大汽机高调阀节流度，节流损失较大，影响机组运行经济性。当前，部分火电机组出于宽负荷脱硝和提升运行经济性考虑，增设可调整抽汽的零号高加设备，通过调整零号高加抽汽量控制省煤器进口给水温度，达到经济运行和提升SCR进口烟温的目的，但是目前利用零号高加参与一次调频的实际应用较少，相关控制策略有待于深入研究和开发。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于零号高加的一次调频控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于零号高加的一次调频控制方法，该方法针对增设可调整抽汽的零号高加设备的火电机组，通过在零号高加抽汽调阀控制回路中叠加一次调频控制分量，按照调频需求改变零号高加抽汽流量，从而改变汽轮机内做功蒸汽量，达到改变机组功率输出，响应电网一次调频；
同时设计锅炉中间点温度补偿控制回路，进行零号高加参与调频过程中的锅炉水煤配比动态补偿，减少高压回热系统蓄能利用对锅炉安全稳定运行影响。
优选地，该方法具体包括以下步骤：
步骤1)获取一次调频负荷指令、零号高加压力、省煤器进口水温的参数信息；
步骤2)通过逐步阶跃关小零号高加抽汽调阀开度，进行抽汽调阀特性试验；
步骤3)正常工况下，通过调节抽汽调阀，将零号高加压力控制至给定设定值；
步骤4)将一次调频负荷指令与零号高加压力控制偏差进行加权处理，利用零号高加压力控制回路，根据一次调频响应需求，计算零号高加抽汽调阀指令；
步骤5)在步骤4)计算得到的抽汽调阀指令中叠加一次调频负荷指令的加权前馈，产生新的抽汽调阀控制指令，提高零号高加抽汽调阀调频响应快速性；
步骤6)按照步骤5)得到的零号高加抽汽调阀指令，改变抽汽调阀开度，响应一次调频控制；
步骤7)零号高加参与一次调频控制过程中，根据省煤器进口给水温度的变化情况，对锅炉总给水流量指令进行修正，补偿零号高加参与调频对锅炉中间点汽温的影响。
优选地，所述的步骤2)还包括：观察零号高加水位变化，并记录引起水位最大波动时对应的调阀开度，将其作为该抽汽调阀的控制下限。
优选地，所述的步骤3)还包括：设计零号高加压力PID控制回路。
优选地，所述的步骤5)还包括：对抽汽调阀指令，按照步骤2)得到的控制下限进行限幅处理。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)提高了火电机组一次调频响应性能，并充分利用高压回热系统蓄能参与调频控制，满足电网一次调频考核需求；于此同时，通过本发明的实施，解决了汽轮机调门高节流度运行，提高了运行经济性；
2)设计锅炉中间点温度补偿控制回路，进行零号高加参与调频过程中的锅炉水煤配比动态补偿，减少零号高加参与一次调频控制对锅炉安全稳定运行影响，提高了锅炉运行稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明基于零号高加的一次调频控制原理图；
图2为本发明零号高加参与一次调频控制下的给水设定修正原理图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明针对增设可调整抽汽的零号高加设备的火电机组，通过在零号高加抽汽调阀控制回路中叠加一次调频控制分量，按照调频需求改变零号高加抽汽流量，从而改变汽轮机高压缸内做功蒸汽量，达到改变机组功率输出，响应电网一次调频的目的。同时，设计省煤器蓄热补偿控制回路，减少零号高加参与一次调频控制对锅炉安全稳定运行影响。
如图1和图2所示，某660MW超超临界机组基于零号高加的一次调频控制实施：
1)获取一次调频负荷指令、零号高加压力、省煤器进口水温等参数。
2)通过逐步阶跃关小零号高加抽汽调阀开度，观察零号高加水位变化，记录引起水位大幅波动时对应的调阀开度为6％，为该抽汽调阀的控制下限。
3)设计零号高加压力PID控制回路，正常工况下，通过调节抽汽调阀，将零号高加压力控制至给定设定值。
4)将一次调频负荷指令与零号高加压力控制偏差进行加权处理，利用零号高加压力控制回路，根据一次调频响应需求，计算零号高加抽汽调阀指令。其中一次调频负荷指令的加权函数如表1所；
表1
一次调频负荷指令/MW -39.6 -8.8 8 39.6
对应压力偏差/MPa 1 0 0 -1
5)在步骤4)计算得到的抽汽调阀指令中叠加一次调频负荷指令的加权前馈，产生新的抽汽调阀控制指令，提高零号高加抽汽调阀调频响应快速性；并对该抽汽调阀指令，按照步骤2)得到的限制进行限幅处理。其中一次调频负荷指令的前馈函数如表2所示；
表2
一次调频负荷指令/MW -39.6 -8.8 8 39.6
抽汽调阀指令前馈/％ 30％ 0 0 -30％
6)按照步骤5)得到的零号高加抽汽调阀指令，改变抽汽调阀开度，响应一次调频控制。
7)零号高加参与一次调频控制过程中，根据省煤器进口给水温度的变化情况，对锅炉总给水流量指令进行修正，进行锅炉水煤配比动态补偿，减少零号高加参与一次调频控制对锅炉安全稳定运行影响，提高机组运行稳定性和安全性。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于零号高加的一次调频控制方法，其特征在于，该方法针对增设可调整抽汽的零号高加设备的火电机组，通过在零号高加抽汽调阀控制回路中叠加一次调频控制分量，按照调频需求改变零号高加抽汽流量，从而改变汽轮机内做功蒸汽量，达到改变机组功率输出，响应电网一次调频；
同时设计锅炉中间点温度补偿控制回路，进行零号高加参与调频过程中的锅炉水煤配比动态补偿，减少高压回热系统蓄能利用对锅炉安全稳定运行影响。
2.根据权利要求1所述的一种基于零号高加的一次调频控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤1)获取一次调频负荷指令、零号高加压力、省煤器进口水温的参数信息；
步骤2)通过逐步阶跃关小零号高加抽汽调阀开度，进行抽汽调阀特性试验；
步骤3)正常工况下，通过调节抽汽调阀，将零号高加压力控制至给定设定值；
步骤4)将一次调频负荷指令与零号高加压力控制偏差进行加权处理，利用零号高加压力控制回路，根据一次调频响应需求，计算零号高加抽汽调阀指令；
步骤5)在步骤4)计算得到的抽汽调阀指令中叠加一次调频负荷指令的加权前馈，产生新的抽汽调阀控制指令，提高零号高加抽汽调阀调频响应快速性；
步骤6)按照步骤5)得到的零号高加抽汽调阀指令，改变抽汽调阀开度，响应一次调频控制；
步骤7)零号高加参与一次调频控制过程中，根据省煤器进口给水温度的变化情况，对锅炉总给水流量指令进行修正，补偿零号高加参与调频对锅炉中间点汽温的影响。
3.根据权利要求2所述的一种基于零号高加的一次调频控制方法，其特征在于，所述的步骤2)还包括：观察零号高加水位变化，并记录引起水位最大波动时对应的调阀开度，将其作为该抽汽调阀的控制下限。
4.根据权利要求2所述的一种基于零号高加的一次调频控制方法，其特征在于，所述的步骤3)还包括：设计零号高加压力PID控制回路。
5.根据权利要求3所述的一种基于零号高加的一次调频控制方法，其特征在于，所述的步骤5)还包括：对抽汽调阀指令，按照步骤2)得到的控制下限进行限幅处理。
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