CN113658732A - 核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品 - Google Patents

核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品 Download PDF

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CN113658732A CN202110785620.0A CN202110785620A CN113658732A CN 113658732 A CN113658732 A CN 113658732A CN 202110785620 A CN202110785620 A CN 202110785620A CN 113658732 A CN113658732 A CN 113658732A
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夏红卫
王国云
罗健
吕凯
崔毓鸣
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CGN Power Co Ltd
Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co Ltd
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Lingao Nuclear Power Co Ltd
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Abstract

本申请涉及核电站汽轮机辅助系统技术领域，提供一种核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品，方法包括：接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；将汽轮机的设定功率输入前馈控制器后得到第一功率控制值；将汽轮机的设定功率和实际输出功率的偏差输入至比例积分控制器到第二功率控制值；根据第一功率控制值、第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。本申请实施例通过接收并网信号后将汽轮机的设定功率增加至目标值，根据设定功率获得第一功率控制值和第二功率控制值，再结合初始功率控制值控制阀门的开度，避免了汽轮机逆功率和反应堆超功率事件，实现了安全并网。

Description

核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品
技术领域
本申请属于核电站汽轮机辅助系统技术领域，尤其涉及一种核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品。
背景技术
核电站机组并网期间，由于对反应堆功率变化有严格限制，因此对汽轮机功率有严格限制。如果汽轮机进汽控制阀门开度过小，容易导致汽轮机负荷无法及时增加，出现逆功率，损坏汽轮机；如果汽轮机进汽控制阀门开度过大，容易导致汽轮机功率超过反应堆功率，最终导致反应堆一回路过冷，发生超功率事件，给核电站的安全运行带来隐患。历史上核电站并网期间曾发生过数起汽轮机进汽控制阀门开度过大导致的超功率事件。
因此亟需一种技术，可以有效控制核电站汽轮机功率，实现安全并网。
发明内容
本申请实施例提供了一种核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品，可以有效控制核电站汽轮机功率，实现安全并网。
第一方面，本申请实施例提供了一种核电站汽轮机功率控制方法，包括：
接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；
将所述设定功率输入前馈控制器后得到第一功率控制值；
将所述设定功率和汽轮机的实际输出功率输入减法器得到偏差后，将所述偏差输入至比例积分控制器得到第二功率控制值；
根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
第二方面，本申请实施例提供了一种核电站汽轮机功率控制装置，包括：
功率增加模块，用于接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；
前馈控制器，用于接收所述设定功率并获得第一功率控制值；
减法器，用于接收所述设定功率和汽轮机的实际输出功率，并获得两者的偏差；
比例积分控制器，用于根据所述偏差获得第二功率控制值；
功率控制模块，用于根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项的核电站汽轮机功率控制方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的核电站汽轮机功率控制方法。
可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例提供了一种核电站汽轮机功率控制方法、装置、终端设备和程序产品，其中所述方法包括：接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；将所述设定功率输入前馈控制器后得到第一功率控制值；将所述设定功率和汽轮机的实际输出功率输入减法器得到偏差后，将所述偏差输入至比例积分控制器到第二功率控制值；根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。本申请实施例通过接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值，根据所述设定功率获得第一功率控制值和第二功率控制值，再进一步结合初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度，并避免了汽轮机逆功率和反应堆超功率事件，实现了安全并网。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的核电站汽轮机功率控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的核电站汽轮机功率控制装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到所描述条件或事件”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到所描述条件或事件”或“响应于检测到所描述条件或事件”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
参见图1示出的一种核电站汽轮机功率控制方法的一种流程示意框图，该方法可以包括以下步骤：
步骤S101：接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值，具体包括：
步骤S1011：接收并网信号后，将汽轮机的设定功率设定为预设值。
所述预设值为25MW～40MW，例如可选的为30MW，或者40MW。
本申请实施例通过在并网瞬间，将将汽轮机功率设定为预设值，可以使得汽轮机进汽控制阀门瞬间打开一定幅度，可以有效防止低功率发生导致的汽轮机进汽控制阀门关闭，避免出现汽轮机逆功率。
本申请中汽轮机也可以称为汽轮发电机，为了简化，本申请实施例中统一称为汽轮机。
步骤S1012：将汽轮机的设定功率从所述预设值增加至目标值。
从所述预设值增加汽轮机的设定功率时，需要控制增加的速度不能太快，如果增加的速度太快，可能导致汽轮机的设定功率过大，从而导致实际的汽轮机功率超过反应堆功率，最终导致超功率事件。因此可选的，可以按照预设速度逐步升高到目标值，例如按照如下功率变化公式控制汽轮机功率增长：
Y＝SV+K*t
其中Y代表汽轮机的设定功率，SV代表所述预设值，K代表增长斜率，t代表时间。可选的，K的取值范围从
Figure BDA0003158635510000051
到
Figure BDA0003158635510000052
即斜线对应的夹角从30°到60°。
目标值的大小由核电反应堆的具体情况确定。例如岭东核电站，受技术规范的限制，反应堆功率在机组并网前仅有14.5％Pn，对应的功率约50MW左右。当目标值选为50MW，预设值SV选为40MW，可以选择在12秒内以50MW/m的速度从40MW增长至50MW。
步骤S102：将汽轮机的设定功率输入前馈控制器后得到第一功率控制值；
将汽轮机的设定功率输入前馈控制器，在所述前馈控制器进行比例运算，例如选择0.9倍比例进行运算，得到第一功率控制值。
步骤S103：将汽轮机的设定功率和汽轮机的实际输出功率输入减法器得到偏差后，将所述偏差输入至比例积分控制器得到第二功率控制值。
所述比例积分控制器可以选用现有技术中的比例积分控制器，本申请实施例中对此不进行具体的限制。
步骤S104：根据第一功率控制值、第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
可选的，根据第一功率控制值、第二功率控制值和初始功率控制值获得三者之和，根据三者之和控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
所述初始功率控制值为并网前，系统对汽轮机进汽控制阀门的控制值。
本申请实施例中汽轮机的设定功率是为了最终获得实际的汽轮机功率而设置的功率，根据所述设定功率获得第一功率控制值和第二功率控制值，再进一步结合初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度才能获得实际的汽轮机功率。本申请实施例通过接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值，避免了汽轮机逆功率和反应堆超功率事件，实现了安全并网。
需要说明的是，本领域技术人员在本发明揭露的技术范围内，可容易想到的其他排序方案也应在本发明的保护范围之内，在此不一一赘述。
参见图2，是本申请一实施例提供的一种核电站汽轮机功率控制装置示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，包括：
功率增加模块21，用于接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；
前馈控制器22，用于接收所述设定功率并获得第一功率控制值；
减法器23，用于接收所述设定功率和汽轮机的实际输出功率，并获得两者的偏差；
比例积分控制器24，用于根据所述偏差获得第二功率控制值；
功率控制模块25，用于根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
所述功率增加模块21用于接收并网信号后，将汽轮机的设定功率设定为预设值，再将所述设定功率从所述预设值增加至目标值。
可选的，所述功率增加模块21还用于按照预设速度逐步升高到目标值，例如按照功率变化公式将汽轮机的设定功率从所述预设值增加至目标值，所述功率变化公式为：
Y＝SV+K*t
其中Y代表汽轮机的设定功率，SV代表所述预设值，K代表增长斜率，t代表时间。
所述预设值的取值范围为25MW～40MW。
所述K的取值范围为
Figure BDA0003158635510000061
功率控制模块25，用于将所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和所述初始功率控制值相加，获得三者之和；根据所述三者之和控制所述汽轮机进汽控制阀门的开度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述移动终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述移动终端中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序32。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述核电站汽轮机功率控制方法的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至25的功能。
示例性的，所述计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序32在所述终端设备3中的执行过程。
所述终端设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备3的示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器31可以是所述终端设备3的内部存储单元，例如终端设备3的硬盘或内存。所述存储器31也可以是所述终端设备3的外部存储设备，例如所述终端设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述终端设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述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各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站汽轮机功率控制方法，包括：
接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；
将所述设定功率输入前馈控制器后得到第一功率控制值；
将所述设定功率和汽轮机的实际输出功率输入减法器得到偏差后，将所述偏差输入至比例积分控制器得到第二功率控制值；
根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
2.如权利要求1所述的核电站汽轮机功率控制方法，其特征在于，接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值，包括：
接收并网信号后，将汽轮机的设定功率设定为预设值；
将所述设定功率从所述预设值增加至目标值。
3.如权利要求2所述的核电站汽轮机功率控制方法，其特征在于，将所述设定功率从所述预设值增加至目标值，包括按照功率变化公式将所述设定功率从所述预设值增加至目标值，所述功率变化公式为：
Y＝SV+K*t
其中Y代表汽轮机的设定功率，SV代表所述预设值，K代表增长斜率，t代表时间。
4.如权利要求2所述的核电站汽轮机功率控制方法，其特征在于，所述预设值的取值范围为25MW～40MW。
5.如权利要求3所述的核电站汽轮机功率控制方法，其特征在于，所述K的取值范围为
Figure FDA0003158635500000011
6.如权利要求1所述的核电站汽轮机功率控制方法，其特征在于，根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度，包括：
将所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和所述初始功率控制值相加，获得三者之和；
根据所述三者之和控制所述汽轮机进汽控制阀门的开度。
7.一种核电站汽轮机功率控制装置，包括：
功率增加模块，用于接收并网信号后，将汽轮机的设定功率增加至目标值；
前馈控制器，用于接收所述设定功率并获得第一功率控制值；
减法器，用于接收所述设定功率和汽轮机的实际输出功率，并获得两者的偏差；
比例积分控制器，用于根据所述偏差获得第二功率控制值；
功率控制模块，用于根据所述第一功率控制值、所述第二功率控制值和初始功率控制值控制汽轮机进汽控制阀门的开度。
8.如权利要求7所述的核电站汽轮机功率控制装置，其特征在于，所述功率增加模块用于接收并网信号后，将汽轮机的设定功率设定为预设值，再将所述设定功率从所述预设值增加至目标值。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的核电站汽轮机功率控制方法。
10.一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行如权利要求1至6任一项所述的核电站汽轮机功率控制方法。
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