CN113675896B - “机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置，该调节方法包括：获取电网的当前频率；当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆功率。如此设置，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，通过将频率差值转换为压力调节量，再将压力调节量直接作用于压力控制器上，从而能够直接改变汽轮机的主蒸汽压力，实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

Description

“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置

技术领域

本发明涉及发电站技术领域，具体涉及一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置。

背景技术

目前，不同的电网有不同的供电需求。通常情况下，是电网需要多少供电量，发电站就按照电网需求产生相应的发电量。因为发电站的发电机直接与电网连接，所以，为保证发电站产生相应的发电量，且发电量与发电机的发电功率相对应，也就需要将发电机控制在相对应的功率。

现有技术中，在采用核力发电时，核电站的运行方式通常为“堆跟机”模式，即汽轮机先动，反应堆后动，即由汽轮机控制功率，当电网频率发生变化时，通过快速动作汽轮机调节阀来响应电网功率需求。然而，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，是反应堆先动，汽轮机随动，汽轮机只能调节主蒸汽压力，而不能改变功率，功率是由反应堆来改变。而由于反应堆的反应比较缓慢，所以当电网频率变化时，“机跟堆”的运行方式无法快速调整功率来相应电网功率要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的“机跟堆”的运行方式无法快速调整功率来相应电网功率要求的问题，从而提供一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法，该调节方法包括：获取电网的当前频率；当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆功率。

可选地，所述预设频率为50HZ。

可选地，所述根据所述频率差值确定汽轮机的压力调节量，包括：根据所述频率差值和所述压力调节量之间的第一预设关系，以及所述频率差值，得到所述压力调节量；根据所述频率差值和所述功率调节量之间的第二预设关系，以及所述频率差值，得到所述功率调节量。

可选地，所述根据所述频率差值和所述压力调节量之间的第一预设关系，以及所述频率差值，得到所述压力调节量，包括：根据所述频率差值和调频函数，得到调频分量；基于所述调频分量以及所述调频分量与所述压力调节量之间的换算关系，得到所述压力调节量。

可选地，所述基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，包括：获取所述汽轮机的主蒸汽的当前压力和原目标压力；基于所述压力调节量、所述当前压力和所述原目标压力，确定所述汽轮机的主蒸汽的最终目标压力；根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量。

可选地，所述根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量，包括：根据所述最终目标压力确定所述调节阀的开口面积；基于所述调节阀的开口面积，调节所述调节阀的进气流量。

可选地，所述根据所述最终目标压力确定所述调节阀的开口面积，包括：根据所述汽轮机的蒸汽压力与所述汽轮机调节阀的开口面积之间的预设关系，以及所述最终目标压力，确定所述汽轮机调节阀的开口面积。

本发明实施例还提供了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节装置，该调节装置包括：第一获取模块，用于获取电网的当前频率；第二获取模块，用于当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；处理模块，用于根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；调节模块，用于基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆功率。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述任一实施例所述的一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法。

本发明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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一实施例所述的调节方法。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法，该调节方法包括：获取电网的当前频率；当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆功率。

如此设置，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，通过将频率差值转换为压力调节量，再将压力调节量直接作用于压力控制器上，从而能够直接改变汽轮机的主蒸汽压力，实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，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为本发明实施例调节方法的示意图；

图2为本发明实施例第一种形式的调节示意图；

图3为本发明实施例第二种形式的调节示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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，本领域普通工人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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前，不同的电网有不同的供电需求。通常情况下，是电网需要多少供电量，发电站就按照电网需求产生相应的发电量。因为发电站的发电机直接与电网连接，所以，为保证发电站产生相应的发电量，且发电量与发电机的发电功率相对应，也就需要将发电机控制在相对应的功率。

现有技术中，在采用核力发电时，核电站的运行方式通常为“堆跟机”模式，即汽轮机先动，反应堆后动，即由汽轮机控制功率，当电网频率发生变化时，通过快速动作汽轮机调节阀来响应电网功率需求。然而，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，是反应堆先动，汽轮机随动，汽轮机只能调节主蒸汽压力，而不能改变功率，功率是由反应堆来改变。而由于反应堆的反应比较缓慢，所以当电网频率变化时，“机跟堆”的运行方式无法快速调整功率来相应电网功率要求。

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的“机跟堆”的运行方式无法快速调整功率来相应电网功率要求的问题，从而提供一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法及调节装置。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法，该调节方法包括：

S1、获取电网的当前频率；

在本发明实施例中，需要通过机组等监视系统实时监视电网的实际频率，判断电网的实际频率是否出现波动。在当前时刻下获取的电网实际频率为当前频率。

S2、当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；可选地，所述预设频率为50HZ。

通常，电网的预设频率为50HZ，因此，当电网频率出现波动时，当前频率与电网的预设频率必然不同，使得电网的当前频率与预设频率之间会存在一定的差值，该差值成为频率差值。具体地，当电网的当前频率大于预设频率时，该频率差值为正值，说明电网频率升高；当电网的当前频率小于预设频率时，该频率差值为负值，说明电网频率降低。

同样地，可以通过机组等监视系统获取当前频率与预设频率之间的频率差值。

S3、根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；

具体地，当电网的当前频率大于预设频率时，该频率差值为正值，说明电网频率升高，进一步说明电网所需要的功率变小。此时，为了减小电能输送，将该频率差值作用到核岛反应堆的控制器上，对核岛反应堆功率控制，减少核岛反应堆功率输出。例如，该频率差值经过现有核岛反应堆控制器的计算，是让核岛反应堆少发20兆瓦的电能，这时，核岛反应堆的控制器就会直接根据该频率差值得到反应堆的功率调节量。

在本发明实施例中，为了实现快速响应，需要增加汽轮机的主蒸汽压力，主蒸汽压力具体增加的量与称为主蒸汽的压力调节量，该压力调节量为正值。而具体的压力调节量与频率差值相关，所以需要根据所述频率差值来确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量。从而直接将频率差值作用与压力控制器上。

对于确定压力调节量方法，本实施例不进行限定。例如，可以依据预设的压力调节量与频率差值的对照表来具体调节，或者可以依据预设的压力调节量与频率差值的相关函数来具体调节。当然，本实施例仅仅是举例说明，本领域技术人员可根据实际情况对具体的调节方法进行改变，能够实现相同的调节效果即可。

同样地，当电网的当前频率小于预设频率时，该频率差值为负值，说明电网频率降低，进一步说明电网所需要的功率变大。为了增加电能输送，相应地需要增加核岛反应堆功率输出，减小汽轮机的主蒸汽压力，在本发明实施例中，主蒸汽压力具体减少的量为负值。

S4、基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆功率。

由于核电站的运行方式为“机跟堆”时，功率是由反应堆来改变，汽轮机只能调节主蒸汽压力，所以需要根据功率调节量对反应堆的功率进行调节，从而能够满足电网频率变化所带来的电网功率需求。

但是，因为核岛反应堆的反应较慢，所以将以此压力调节量直接作用于压力控制器上，实现快速响应。在本发明实施例中，当确定出压力调节量之后，直接根据压力调节量对汽轮机的压力控制器进行调节，从而可以调节汽轮机调节阀的进气流量。

如此设置，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，通过将频率差值转换为压力调节量，再将压力调节量直接作用于压力控制器上，从而能够直接改变汽轮机的主蒸汽压力，实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

在本发明实施例中，步骤S3可以根据所述频率差值和所述压力调节量之间的第一预设关系以及所述频率差值来得到所述压力调节量。

具体地，步骤S3可以包括：

S31、根据所述频率差值和调频函数，得到调频分量；

在得到频率差值之后，可以将频率差值通过调频函数进行运算，得到具体的调频分量。对于调频函数，为频率差值和调频分量进过仿真计算得到的。

S32、基于所述调频分量以及所述调频分量与所述压力调节量之间的换算关系，得到所述压力调节量。

由于核岛反应堆反应比较慢，所以将调频分量直接作用在汽轮机的压力控制器上，用于实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。在将所述调频分量代入所述调频分量与所述压力调节量之间的换算关系之后，可以得到具体的压力调节量。

如此设置，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，通过将频率差值转换为压力调节量，再将压力调节量直接作用于压力控制器上，从而能够直接改变汽轮机的主蒸汽压力，实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

在本发明实施例中，具体地，步骤S3也可以根据所述频率差值和所述功率调节量之间的第二预设关系，以及所述频率差值，得到所述功率调节量。因为电网的频率差值代表着电网总的用电功率的差值，而反应堆的功率调节量则是为电网输电所需要调节的功率，因此，所述频率差值和所述反应堆的功率调节量之间是一一对应的关系。

在本发明实施例中，步骤S4具体包括：

S41、获取所述汽轮机的主蒸汽的当前压力和原目标压力；

首先，需要通过机组等监视系统通过设置在汽轮机内部的气压传感器实时获取汽轮机内部的主蒸汽压力，以及原目标压力。因为电网发生波动，所以如果将汽轮机内部的当前压力调整到原目标压力，显然不能满足电网波动后的功率需求。原目标压力为汽轮机在电网波动前原本要调整到的目标压力。

S42、基于所述压力调节量、所述当前压力和所述原目标压力，确定所述汽轮机的主蒸汽的最终目标压力；

在得到主蒸汽的当前压力以及原目标压力之后，基于压力调整量、所述当前压力和所述原目标压力，对原目标压力进行调整，从而可以得到主蒸汽的最终目标压力。

当压力调整量为负值时，对原目标压力以及压力调整量进行求和，从而可以得到比原目标压力较低的最终目标压力；同样地，当压力调整量为正值时，对原目标压力以及压力调整量进行求和，从而可以得到比原目标压力较高的最终目标压力。

S43、根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量。

在调节过程中，由于汽轮机的主蒸汽压力与调节阀的开口面积都是一一对应的，且所述汽轮机的蒸汽压力与所述汽轮机调节阀的开口面积之间存在有一定的预设关系，所以可以确定所述汽轮机调节阀的开口面积。因此可以根据所述最终目标压力确定所述调节阀的开口面积。而调节阀的开口面积与所述调节阀的进气流量直接相关，因此，可以基于所述调节阀的开口面积来调节所述调节阀的进气流量。

在实际控制中，如图2所示，当电网频率升高时，对反应堆功率和汽轮机调节阀的进气流量进行调节。在调整过程中，汽轮机的蒸汽压力在1秒内上升，调节阀的开口面积变小，汽轮机的发电功率开始下降。约过3分钟后实测反应堆的实时功率接近一次功率所需调整量的90％。同样地，如图3所示，当电网频率降低时，在调整过程中，汽轮机的蒸汽压力在1秒内降低，调节阀的开口面积变大，汽轮机的发电功率开始升高，约过3分钟后实测反应堆的实时功率接近一次功率所需调整量的90％。

如此设置，快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

实施例2

本发明实施例还提供了一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节装置，该调节装置包括：

第一获取模块，用于获取电网的当前频率；详细内容请见上述实施例步骤S1，在此不再赘述。

第二获取模块，用于当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；详细内容请见上述实施例步骤S2，在此不再赘述。

处理模块，用于根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量；详细内容请见上述实施例步骤S3，在此不再赘述。

调节模块，用于基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量。详细内容请见上述实施例步骤S4，在此不再赘述。

如此设置，当核电站的运行方式为“机跟堆”时，通过将频率差值转换为压力调节量，再将压力调节量直接作用于压力控制器上，从而能够直接改变汽轮机的主蒸汽压力，实现快速响应电网频率变化所带来的电网功率需求。

实施例3

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述任一实施例所述的一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法。

该电子设备还可以包括：输入装置和输出装置。

处理器、存储器、输入装置和输出装置可以通过总线或者其他方式连接，本发明实施例中以通过总线连接为例。

处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。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。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的调节方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例一种营养状态数据采集方法或上述实施例所述的一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网络连接装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置可接收输入的数字或字符信息，以及产生与服务器的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置可包括显示屏等显示设备。

实施例4

本发明实施例还提供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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行任一项所述的调节方法。

其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法，其特征在于，包括：

获取电网的当前频率；

当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；

根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；

基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆的功率；

其中，所述基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，包括：

获取所述汽轮机的主蒸汽的当前压力和原目标压力；其中，原目标压力为汽轮机在电网波动前原本要调整到的目标压力；

基于所述压力调节量、所述当前压力和所述原目标压力，确定所述汽轮机的主蒸汽的最终目标压力，具体地，当所述压力调整量为负值时，对所述原目标压力以及所述压力调整量进行求和，得到比所述原目标压力低的所述最终目标压力；当所述压力调整量为正值时，对所述原目标压力以及所述压力调整量进行求和，得到比原目标压力高的所述最终目标压力；

根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量。

2.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，所述预设频率为50HZ。

3.根据权利要求2所述的调节方法，其特征在于，所述根据所述频率差值确定汽轮机的压力调节量，包括：

根据所述频率差值和所述压力调节量之间的第一预设关系，得到所述压力调节量；

根据所述频率差值和所述功率调节量之间的第二预设关系，得到所述功率调节量。

4.根据权利要求3所述的调节方法，其特征在于，所述根据所述频率差值和所述压力调节量之间的第一预设关系，以及所述频率差值，得到所述压力调节量，包括：

根据所述频率差值和调频函数，得到调频分量；

基于所述调频分量以及所述调频分量与所述压力调节量之间的换算关系，得到所述压力调节量。

5.根据权利要求1至4任一项所述的调节方法，其特征在于，所述根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量，包括：

根据所述最终目标压力确定所述调节阀的开口面积；

基于所述调节阀的开口面积，调节所述调节阀的进气流量。

6.根据权利要求5所述的调节方法，其特征在于，所述根据所述最终目标压力确定所述调节阀的开口面积，包括：

根据所述汽轮机的蒸汽压力与所述汽轮机调节阀的开口面积之间的预设关系，以及所述最终目标压力，确定所述汽轮机调节阀的开口面积。

7.一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取电网的当前频率；

第二获取模块，用于当所述当前频率与所述电网的预设频率不同时，获取所述当前频率与所述预设频率之间的频率差值；

处理模块，用于根据所述频率差值确定汽轮机的主蒸汽的压力调节量和反应堆的功率调节量；

调节模块，用于基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，以及基于所述功率调节量调节所述反应堆的功率；

其中，所述基于所述压力调节量调节汽轮机调节阀的进气流量，包括：

获取所述汽轮机的主蒸汽的当前压力和原目标压力；其中，原目标压力为汽轮机在电网波动前原本要调整到的目标压力；

基于所述压力调节量、所述当前压力和所述原目标压力，确定所述汽轮机的主蒸汽的最终目标压力，具体地，当所述压力调整量为负值时，对所述原目标压力以及所述压力调整量进行求和，得到比所述原目标压力低的所述最终目标压力；当所述压力调整量为正值时，对所述原目标压力以及所述压力调整量进行求和，得到比原目标压力高的所述最终目标压力；

根据所述最终目标压力，调节所述汽轮机调节阀的进气流量。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-6中任一项所述的一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的一种“机跟堆”模式电网输电功率的调节方法。

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