CN114341467B - 联合循环频率控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

动力设备能够操作成为电网提供主频率控制。该动力设备包括：燃气涡轮机，其能够操作成驱动与电网同步的第一发电机并且产生排气，该燃气涡轮机以定义非零第一MW裕度的动力水平操作并且包括具有第一下垂设置的第一控制系统；以及热回收蒸汽发生器(HRSG)，其能够操作成响应于排气通过HRSG而产生高压蒸汽。蒸汽涡轮机能够操作成驱动与电网同步的第二发电机，该蒸汽涡轮机以定义非零第二MW裕度的动力水平操作并且包括具有第二下垂设置的第二控制系统，至少部分地基于第二MW裕度将该第二下垂设置设置成某个值。第一控制系统至少部分地基于第一MW裕度、第二下垂设置、第二MW裕度以及对于燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的组合区域所需的总下垂来计算第一下垂设置。

Description

联合循环频率控制系统和方法
技术领域
本公开内容总体上涉及用于发电单元的控制系统，并且更具体地涉及用于联合循环发电单元的控制系统。
背景技术
在电网系统中，发电单元经常需要参与电网的频率控制。通常，这要求发电单元以低于满负荷的某个水平操作，以确保若干兆瓦(MW)裕度可用于频率控制。
发明内容
一种控制电网的频率的方法，包括：操作燃气涡轮机以驱动与电网同步的第一发电机，该燃气涡轮机包括具有第一下垂设置的第一控制系统；以及引导来自燃气涡轮机的排气通过热回收蒸汽发生器(HRSG)以产生高压蒸汽。该方法还包括：引导高压蒸汽通过蒸汽涡轮机以驱动与电网同步的第二发电机，该蒸汽涡轮机包括具有第二下垂设置的第二控制系统；至少部分地基于蒸汽涡轮机的可用MW裕度将第二下垂设置设置成某个值；以及至少部分地基于燃气涡轮机的MW裕度、第二下垂设置以及对于燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的组合区域所需的总下垂来计算第一下垂设置。
在另一结构中，动力设备能够操作成为电网提供主频率控制。该动力设备包括：燃气涡轮机，其能够操作成驱动与电网同步的第一发电机并且产生排气，该燃气涡轮机以定义非零第一MW裕度的动力水平操作并且包括具有第一下垂设置的第一控制系统；以及热回收蒸汽发生器(HRSG)，其能够操作成响应于排气通过HRSG而产生高压蒸汽。蒸汽涡轮机能够操作成驱动与电网同步的第二发电机，该蒸汽涡轮机以定义非零第二MW裕度的动力水平操作并且包括具有第二下垂设置的第二控制系统，至少部分地基于第二MW裕度将该第二下垂设置设置成某个值。第一控制系统至少部分地基于第一MW裕度、第二下垂设置、第二MW裕度以及对于燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的组合区域所需的总下垂来计算第一下垂设置。
在另一构造中，控制动力设备以调节电网频率的方法在包括燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的动力设备中使用。该方法包括：将频率调节需求分配给动力设备，频率调节需求包括设备需要输出以校正电网频率中的频率下降的总负载；以及操作设备控制器，该设备控制器包括控制燃气涡轮机的操作的第一控制器和控制蒸汽涡轮机的操作的第二控制器。该方法还包括：使用第二控制器设置蒸汽涡轮机下垂设置，蒸汽涡轮机下垂设置至少部分地基于蒸汽涡轮机的MW容量和HRSG存储值；使用第一控制器设置燃气涡轮机下垂设置，燃气涡轮机下垂设置至少部分地基于蒸汽涡轮机下垂设置和频率调节需求；以及每十秒重新设置蒸汽涡轮机下垂设置和燃气涡轮机下垂设置至少一次。
前面已经相当广泛地概述了本公开内容的技术特征，使得本领域技术人员可以更好地理解下面的详细描述。在下文中将对形成权利要求的主题的本公开内容的附加特征和优点进行描述。本领域技术人员将理解，他们可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式作为用于修改或设计用于实现本公开内容的相同目标的其它结构的基础。本领域技术人员还将认识到，这样的等同构造不以其最广泛的形式脱离本公开内容的精神和范围。
此外，在进行下面的详细描述之前，应当理解，在整个该说明书中提供了针对某些词和短语的各种定义，并且本领域普通技术人员将理解，这样的定义适用于这种定义的词和短语的先前和未来使用的许多(如果不是大多数)的情况。虽然一些术语可以包括各种各样的实施方式，但是所附权利要求可以将这些术语明确地限制于特定实施方式。
附图说明
图1是联合循环动力设备的示意图。
图2是适于控制燃气涡轮机的设备控制系统的一部分的控制示意图。
图3是适于控制蒸汽涡轮机的设备控制系统的一部分的控制示意图。
图4是示出了下垂(droop)计算和负载设置点计算的更详细的控制示意图。
在详细说明本发明的任何实施方式之前，应当理解，本发明在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的部件的结构和布置的细节。本发明能够具有其它实施方式并且能够以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文中使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应该被视为限制性的。
具体实施方式
现在将参照附图来描述与系统和方法有关的各种技术，其中，相似的附图标记始终表示相似的元件。下面讨论的附图以及用于在该专利文件中描述本公开内容的原理的各种实施方式仅是示例性的，并且不应以任何方式解释为限制本公开内容的范围。本领域技术人员将理解，本公开内容的原理可以在任何适当布置的装置中实现。应该理解，被描述为由某些系统元件执行的功能可以由多个元件执行。类似地，例如，元件可以被配置成执行被描述为由多个元件执行的功能。将参考示例性非限制性实施方式来描述本申请的许多创新教导。
此外，应当理解，除非在一些示例中明确地限制，否则本文中使用的词或短语应当被广义地解释。例如，术语“包含”、“具有”和“包括”及其派生词是指包含但不限于。除非上下文另外明确地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，本文中所使用的术语“和/或(以及/或者)”指代以及包括一个或更多个相关联列出项目的任意可能的组合和全部可能的组合。除非上下文另外明确地指示，否则术语“或”是包含性的，意思是和/或(以及/或者)。短语“与......相关联”和“与其相关联”及其派生词可以意指包括、被包括在内、与......互连、包含、被包含在内、连接至......或与......连接、耦接至......或与......耦接、与......通信、与......合作、交错、并置、接近、结合到......或与......结合、具有、具有......的性质等。
此外，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于指代各种元素、信息、功能或动作，但是这些元素、信息、功能或动作不应受这些术语的限制。相反，这些数字形容词用于对不同的元素、信息、功能或动作彼此进行区分。例如，在不脱离本公开内容的范围的情况下，第一元件、信息、功能或动作可以被称为第二元件、信息、功能或动作，并且类似地，第二元件、信息、功能或动作可以被称为第一元件、信息、功能或动作。
另外，除非上下文另外明确地指示，否则术语“与......邻近”可以意指：元件相对接近另一元件但不与另一元件接触；或者元件与其它部分接触。此外，除非另外明确地说明，否则词语“基于”旨在意指“至少部分地基于”。术语“约”或“基本上”或类似术语旨在涵盖在该尺寸的正常工业制造公差内的值的变化。如果没有可用的行业标准，则除非另有说明，否则20％的变化将落在这些术语的含义之内。
下垂是在原动机控制中使用的技术术语。下垂或速度下垂(speed droop)是随着燃料位置(负载)变化降低调速器参考速度的调速器功能。例如，燃料位置可以是蒸汽涡轮机中的阀位置或燃气涡轮机中的燃料流速。下垂通常是直线函数，对于每个燃料位置具有特定速度参考。通常，下垂调速器在调速器输出的整个范围内将速度参考降低参考速度的3％至5％。因此，在空载时具有3708rpm的参考速度的3％下垂调速器在满载(和全燃料流速)时将具有3600rpm的参考速度(在空载时为61.8Hz并且在满载时为60Hz)。
图1示出了基本的或已知的联合循环动力设备10，其包括一个或更多个燃气涡轮机15或燃烧涡轮发动机以及蒸汽涡轮机20。燃气涡轮机15燃烧燃料25以产生高温、高压的燃烧气体，高温、高压的燃烧气体穿过涡轮机30以驱动燃气涡轮机15的压缩机部35并且驱动第一发电机40。排气45离开涡轮机30并且仍然很热，因此被引导至通常被称为热回收蒸汽发生器(HRSG 50)的热交换器。HRSG 50产生高压高温蒸汽55，其被引导至蒸汽涡轮机20以产生驱动第二发电机60的旋转能量。燃气涡轮发动机15包括控制燃料和空气流量以控制第一发电机40的电力输出以及排气45的属性的一个或更多个阀或其它控制装置。类似地，蒸汽涡轮机20包括控制流向蒸汽涡轮机20的蒸汽并且因此控制蒸汽涡轮机20的输出动力和第二发电机60的输出电力的阀或其它控制构件。
第一发电机40和第二发电机60优选地是旋转来以与其相应的旋转速度成比例的频率产生交流电(AC)的同步发电机。例如，以3600RPM操作的两极同步发电机将以60Hz的频率发电。
在驱动发电机40、60的涡轮机15、20的操作期间，涡轮机15、20的速度将随着发电机40、60上的负载增加而趋于下降。然而，在同步电网系统中，系统的总惯性将趋于将每个发电机40、60的速度保持在产生期望频率的速度，并且由于必须克服整个系统的惯性，所以系统的总惯性将以慢的速度进行变化。然而，如果在操作期间向电网添加大负载，则发电机40、60将略微减速。连接至电网的每个涡轮机15、20将通过其控制系统或调速器感测速度误差(与其参考速度相比)，并且将尝试校正该误差。当控制需要更多燃料或移动阀以增加蒸汽流量时，下垂功能将改变速度参考(在该示例中降低)以确保变化稳定。随着由所有单元向电网提供的电力增加，速度将恢复正常并且将为负载提供电力。如果连接至电网的涡轮机不包括下垂，则该涡轮机还将尝试增加燃料(或蒸汽)的流量以校正速度误差。然而，如果没有下垂校正，则整个系统的惯性导致的速度变化的延迟将导致燃料流量或蒸汽流量继续增加至最大值。因此，没有下垂的涡轮机将尝试补偿整个负载变化并且将可能以不稳定的方式操作(努力从最大燃料(蒸汽)流量摆动至最小以控制整个电网的速度)。因此，下垂允许多个连接电网的单元以稳定的方式与以下每个单元共享负载变化，每个单元以与其整体额定值和其下垂设置成比例的量拾取(或减少)负载。
优选地，联合循环动力设备10的燃气涡轮机15和蒸汽涡轮机20中的每个参与主频率控制。主频率控制要求燃气涡轮机15和蒸汽涡轮机20中的每个能够响应于电网频率的变化而增加或减少负载。
燃气涡轮机15和蒸汽涡轮机20应该满足用于频率控制的某些标准并且这些标准通常由动力设备正在其中操作的区域设置。这些标准可以包括针对每个涡轮机15、20的特定下垂设置以及涡轮机15、20应当在其之内对特定负载变化作出反应的时间。通常，设备、系统或单元被分配总下垂(设备总下垂)或整个设备、系统或单元的频率调节所需的负载的量。设备、系统或单元可以包括蒸汽涡轮机和一个或更多个燃烧涡轮机。只要满足频率调节的整体需求，设备控制系统可以基于几乎任何标准在不同的涡轮机之间划分总下垂和频率调节需求。
为了参与主频率控制，燃气涡轮机15的负载应当降低至低于满载或100％的水平，以确保预留或MW裕度可用于主频率控制。例如，当电网上的频率下降(负载突然增加)时，燃气涡轮机15需要在一定时间内并且以由下垂设置确定的定义输出量增加其输出。这仅在燃气涡轮机15的输出低于其在频率下降之前的最大输出时可行。
对于蒸汽涡轮机20，控制阀需要被节流(稍微关闭)以提供主频率控制所需的MW裕度。然而，对于节流存在限制，因为节流在HRSG 50或锅炉中产生更高的压力。因此，下垂因子优选地高于燃气涡轮机15的下垂设置，这意味着蒸汽涡轮机20提供比燃气涡轮机15更少的频率控制。在某些情况下，蒸汽涡轮机20的降低的频率控制可能导致总设备10不满足主频率控制的需求。
一些区域将允许燃气涡轮机15补偿缺失的MW。图2和图3中示出的控制系统65交付了完全自动化的解决方案，其计算燃气涡轮机15所需的额外MW以及每个涡轮机15、20所需的最佳预留(MW裕度)以满足主频率控制的需求。
如果蒸汽涡轮机20不能满足频率控制需求，则主频率调节的规范可以允许燃气涡轮机15补偿蒸汽涡轮机20不能提供的负载。因此，操作者可以将燃气涡轮机15的下垂因子调低(更高的频率控制参与)并且更多减少燃气涡轮机15上的负载，来为燃气涡轮机15提供更高的MW裕度并且允许关于频率下降的更高的负载变化。在操作期间，过程条件可能需要这些设置不断变化。操作者不可能在操作期间手动重新计算和进行这些改变。
用于主频率控制的控制系统65自动地计算最佳下垂设置以及满足区域需求所需的最佳预留(MW裕度)。MW裕度的计算自动地将负载降低至最佳负载，因此恰好有MW裕度可用于对频率下降(负载增加)作出反应。
总最大下垂将取决于燃气涡轮机15和蒸汽涡轮机20的可用性而在燃气涡轮机15与蒸汽涡轮机20中进行分配。然后将针对每个燃气涡轮机15计算MW裕度。这意味着自动计算每个燃气涡轮机15的降低额定值(derating)并且为操作者指示。如果蒸汽涡轮机20不可用，则降低额定值更高。当蒸汽涡轮机20可用时，降低额定值较小。
针对每个涡轮机15、20计算最佳下垂以实现整个设备10所需的总下垂。例如，在平均下垂为4％的电网系统中，以4％下垂操作的任何发电单元将与其额定值的百分比相同地补偿负载变化(例如，200MW发电机将响应于负载变化吸收或减少两倍于100MW发电机的负载)。然而，如果蒸汽涡轮机20的下垂设置为较高的百分比(例如5％)，则其将补偿较小比例的负载变化量。因此，为了整个设备10补偿与设备的总输出成比例的量的给定负载变化，燃气涡轮机15必须具有比电网的平均值(例如3％)更低的下垂以弥补由高下垂蒸汽涡轮机20提供的补偿的较低水平。针对燃气涡轮机15的实际下垂设置将是蒸汽涡轮机20和燃气涡轮机15的负载额定值以及蒸汽涡轮机20的下垂设置以及由该地区设置的所需补偿的函数。本系统65计算该下垂值并且在设备10的操作期间实时优化该值。
另外，在包括用于每个蒸汽涡轮机20的两个或更多个燃气涡轮机15的设备10中，设备10将考虑燃气涡轮机15的不同可用性。例如，当一个燃气涡轮机15不可用或不太可用于频率控制(例如，受限的MW)时，可以对剩余的燃气涡轮机15或涡轮机15给予下垂设置以进行补偿。替选地，在当蒸汽涡轮机20不可用或受限于主频率控制(受限的MW)的情况下，燃气涡轮机15或多个涡轮机可以通过接收较低的下垂设置来补偿缺失的频率控制，以实现按照该区域的设备10所需的总频率控制。
系统65确实为每个燃气涡轮机15提供绝对最大MW裕度以避免燃气涡轮机15或多个涡轮机15的过度参与。该限制基于每个燃气涡轮机15的控制能力并且确定多大的阶跃变化(MW)锅炉或HRSG 50和燃气涡轮机15或多个涡轮机15可以在不扰乱锅炉、HRSG 50或燃气涡轮机15的操作或在系统65中未创造可能损坏锅炉、HRSG 50或燃气涡轮机15的极端温度或压力时进行处理。
系统65还使用HRSG存储值对蒸汽涡轮机20的频率下降作出反应。HRSG存储值指示HRSG和蒸汽涡轮机的反应时间并且考虑HRSG的体积、进出HRSG的任何管道、阀以及可能影响蒸汽涡轮机和HRSG的响应时间的任何其它部件或属性的体积和尺寸。通常，蒸汽涡轮机20以滑动压力操作模式操作，其中蒸汽涡轮机控制或调速阀开得很大以便避免由涡轮控制阀对蒸汽进行节流导致的效率损失。在滑动压力操作期间，改变主蒸汽压力以控制蒸汽涡轮机的负载，而不是通过调速器或控制阀对蒸汽进行节流。通过不对主蒸汽进行节流，蒸汽涡轮机可以更有效地操作，但由于HRSG需要时间来增加压力，因此更难以快速地增加负载。在滑动压力模式中，蒸汽涡轮机20没有任何预留来快速地支持频率下降，因为必须首先在HRSG 50中创造额外压力，这需要比通常分配用于在连接电网的系统中进行频率校正的时间更多的时间。
由于HRSG 50中蒸汽产生的时间延迟行为，燃气涡轮机15的任何负载变化都会产生蒸汽涡轮机输出的延迟“自然”反应。由于这种关系，当以滑动压力模式操作时，蒸汽涡轮机20没有预留来支持频率偏移。为了解决这个问题，图2和图3的系统65在节流范围内操作蒸汽涡轮机调速器(控制)阀，以在两个方向上提供主频率控制，即使在滑动压力时也是如此。因此，系统65使用存储在HRSG 50中的额外能量来提供蒸汽涡轮机响应，并且燃气涡轮机15或多个涡轮机15用于平衡HRSG 50中的蒸汽/能量存储。
为了实现这一点，利用包括HRSG存储时间和延迟时间的动态模型来计算用于HRSG50和蒸汽涡轮机20的压力设置点。在负载增加之后，需要重新填充HRSG的蒸汽系统并且将HRSG压力增加至其先前的压力水平，使得蒸汽涡轮机20为额外频率响应需求做好准备。
系统65自动计算最佳下垂设置以及最佳最大MW裕度，使得不需要手动操作。此外，通过最佳计算，负载始终处于最佳点并且减少或优化了用于主频率控制的单元15、20的降低额定值。
图2描述了燃气涡轮机15的控制。根据频率误差(下垂计算)计算增量燃烧涡轮机MW设置点。这是燃气涡轮机15由于频率误差而需要的额外MW。它使用HRSG(热回收蒸汽发生器)能量存储模型来补偿将影响蒸汽涡轮机20的操作的延迟蒸汽发生响应。
图2还示出了确定最佳下垂(最大下垂)以实现设备10所需的总下垂以及针对燃气涡轮机15的最佳负载设置点计算所需的所有计算。
更具体地，图2示出了限制和兆瓦(MW)计算，该计算将以下作为输入：来自电网的频率误差；设备、系统或单元的总下垂设置点以及计算的燃烧涡轮机下垂因子。限制和MW计算确定了针对每个涡轮机的MW限制，并且使用该数据以及特定于涡轮机中的一个或更多个涡轮机的任何限制(例如，负载限制、下垂设置点等)和HRSG存储参数来计算增量(delta)MW设置点并且输出增量燃烧涡轮机MW设置点。
继续参照图2，设备控制系统使用总下垂设置点和总裕度设置点在用下垂校正的燃烧涡轮机兆瓦控制中计算最佳负载设置点、最大下垂兆瓦和计算的燃烧涡轮机下垂因子，计算的燃烧涡轮机下垂因子然后由一个或更多个燃烧涡轮机MW控制器使用来控制各个涡轮机。
图3描述了蒸汽涡轮机20的控制。由于蒸汽涡轮机20处于滑动压力模式以控制蒸汽涡轮机进口压力，因此需要用动态压力设置点对控制进行校正以确保蒸汽涡轮机控制不会取消频率事件。因此，在节流范围内操作蒸汽涡轮机调速阀以在两个方向上提供主频率控制。动态压力设置点是基于模型的概念，其随HRSG 50的能量存储能力以及在负载突然增加(响应于频率下降)之后在HRSG 50中产生蒸汽以恢复压力所需的时间延迟而变化。另外，MW微调(MW-Trim)控制器在大的压力偏差的情况下校正蒸汽涡轮机负载设置点。
在大多数应用中，蒸汽涡轮机的下垂基于过程参数，并且连续或定期地(至少每分钟一次)被调节。例如，主蒸汽压力、主蒸汽温度和/或控制/调速阀位置的变化都可以用于调节蒸汽涡轮机的下垂值。然后基于针对涡轮机的设备或系统的总下垂或频率调节需求和针对蒸汽涡轮机的下垂设置为每个燃烧涡轮机设置针对剩余的燃烧涡轮机和多个涡轮机的下垂设置。
图4更详细地示出了系统逻辑的一部分，其用于计算包括单个蒸汽涡轮机和三个燃烧涡轮机的系统中的最大下垂(裕度)和最佳负载。
如上所述，蒸汽涡轮机的下垂设置通常基于过程参数建立，过程参数例如但不限于HRSG存储参数、主蒸汽压力和温度以及蒸汽涡轮机的总负载。因此，虽然蒸汽涡轮机的下垂设置是计算值，但是其是基于设备特定参数计算的并且不一定受外部因素的影响。这种布置准许燃烧涡轮机拾取分配给设备、系统或单元的任何额外频率调节需求。
图4更好地示出了用于计算每个燃烧涡轮机的下垂的过程。具体地，每个涡轮机的下垂设置点和额定负载相乘或相除以确定可用于频率调节的总MW。这些值(值或可用的总Mw调节的百分比)被馈送至平衡器，该平衡器基于当前操作条件定期地重新计算和重新平衡下垂值和负载设置点值。然后将这些新值输出至各种涡轮机并且重复该过程。
以下是如本文中所描述的应用于设备的系统的示例，该设备包括额定值为280MW的单个蒸汽涡轮机和各自额定值为180MW的三个燃气涡轮机，使得总的设备额定值为820MW。
在第一示例中，所有涡轮机都可用于主频率控制并且蒸汽涡轮机下垂基于过程条件。在初始操作点，蒸汽涡轮机下垂被设置成6％，并且总的设备的下垂为5％。下面的等式用于计算燃气涡轮机中的每个燃气涡轮机的下垂。
下垂燃烧涡轮机1＝NL总燃烧涡轮机/(NL总/(下垂总设置点*0.01)-NL蒸汽涡轮机/(下垂蒸汽涡轮机*0.01))*100
使用该等式，燃烧涡轮机中的每个燃烧涡轮机的下垂被设置成4.6％。
在另一操作情况下，蒸汽涡轮机不可用于频率控制。这可能在蒸汽涡轮机离线、蒸汽涡轮机处于手动控制下或以其它方式负载被限制时发生。如果设备总下垂为5％，则等式下垂燃烧涡轮机1＝NL总燃烧涡轮机/(NL总/(下垂总设置点*0.01))*100导致燃气涡轮机中的每个燃气涡轮机的下垂设置为3.3％。
在更复杂的情况下，所有三个燃气涡轮机和蒸汽涡轮机都处于主频率控制并且燃气涡轮机中之一以本地模式操作，这意味着不计算下垂设置点，而是由操作者设置下垂设置点。下面的公式适用于这种情况：
下垂燃烧涡轮机1＝NL总燃烧涡轮机/(NL总/(下垂总设置点*0.01)-NL蒸汽涡轮机/(下垂蒸汽涡轮机*0.01)-NL燃烧涡轮机3/(下垂燃烧涡轮机3*0.01))*100
在该示例中，基于过程条件，总设备下垂是5％，蒸汽涡轮机下垂设置点是5.5％，并且以本地模式操作的燃烧涡轮机被设置在5％的下垂设置点。使用上述等式，剩余两个燃烧涡轮机的下垂设置点是4.66％。
如所讨论的，过程条件连续地变化使得周期性地(至少每分钟一次)或连续地重复各种下垂设置的计算。这确保了各种燃烧涡轮机的下垂设置被设置成交付必要的频率调节，而不会过度限制各种涡轮机的总输出。
尽管已经详细描述了本公开内容的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解，在以其最广泛的形式不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以进行本文中所公开的各种改变、替换、变化和改进。
本申请中的描述均不应被解读为暗示任何特定元素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元素：专利的主题的范围仅由允许的权利要求限定。此外，除非确切的词“用于......的装置”后面是分词，否则这些权利要求都并非旨在援引装置加功能的权利要求结构。

Claims (17)

1.一种控制电网的频率的方法，所述方法包括：
操作燃气涡轮机以驱动与所述电网同步的第一发电机，所述燃气涡轮机包括具有第一下垂设置的第一控制系统；
引导来自所述燃气涡轮机的排气通过热回收蒸汽发生器HRSG以产生高压蒸汽；
引导所述高压蒸汽通过蒸汽涡轮机以驱动与所述电网同步的第二发电机，所述蒸汽涡轮机包括具有第二下垂设置的第二控制系统；
至少部分地基于所述蒸汽涡轮机的可用MW裕度将所述第二下垂设置设置成某个值；以及
至少部分地基于所述燃气涡轮机的MW裕度、所述第二下垂设置以及对于所述燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的组合设备所需的总下垂周期性地计算所述第一下垂设置。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括计算所述HRSG的HRSG存储值，所述HRSG存储值与HRSG时间延迟成比例。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，至少部分地基于所述HRSG存储值将所述第二下垂设置设置成某个值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，每秒执行周期性计算步骤至少一次。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一下垂设置至少部分地基于所述设备所需的总下垂、所述第二下垂设置、所述蒸汽涡轮机的可用MW裕度以及所述燃气涡轮机的总MW额定值。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括操作设备控制器以协调所述第一控制系统和所述第二控制系统的操作。
7.一种能够操作成为电网提供主频率控制的动力设备，所述动力设备包括：
燃气涡轮机，其能够操作成驱动与所述电网同步的第一发电机并且产生排气，所述燃气涡轮机以定义非零第一MW裕度的动力水平操作并且包括具有第一下垂设置的第一控制系统；
热回收蒸汽发生器HRSG，其能够操作成响应于所述排气通过所述HRSG而产生高压蒸汽；
蒸汽涡轮机，其能够操作成驱动与所述电网同步的第二发电机，所述蒸汽涡轮机以定义非零第二MW裕度的动力水平操作并且包括具有第二下垂设置的第二控制系统，至少部分地基于所述第二MW裕度将所述第二下垂设置设置成某个值，其中，所述第一控制系统至少部分地基于所述第一MW裕度、所述第二下垂设置、所述第二MW裕度以及对于所述燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的组合设备所需的总下垂来计算所述第一下垂设置。
8.根据权利要求7所述的动力设备，其中，所述HRSG定义HRSG存储值，所述HRSG存储值与HRSG时间延迟成比例。
9.根据权利要求8所述的动力设备，其中，所述第二下垂设置至少部分地基于所述HRSG存储值。
10.根据权利要求7所述的动力设备，其中，所述第二控制系统每秒设置所述第二下垂至少一次。
11.根据权利要求7所述的动力设备，其中，所述第一下垂设置至少部分地基于所述设备所需的总下垂、所述第二下垂设置、所述蒸汽涡轮机的可用MW裕度和所述燃气涡轮机的总MW额定值。
12.根据权利要求7所述的动力设备，还包括设备控制器，所述设备控制器能够操作成协调所述第一控制系统和所述第二控制系统的操作。
13.一种控制动力设备以调节电网频率的方法，所述动力设备包括燃气涡轮机和蒸汽涡轮机，所述方法包括：
将频率调节需求分配给所述动力设备，所述频率调节需求包括所述设备需要输出以校正所述电网频率中的频率下降的总负载；
操作设备控制器，所述设备控制器包括控制所述燃气涡轮机的操作的第一控制器和控制所述蒸汽涡轮机的操作的第二控制器；
使用所述第二控制器设置蒸汽涡轮机下垂设置，所述蒸汽涡轮机下垂设置至少部分地基于所述蒸汽涡轮机的MW容量和HRSG存储值；
使用所述第一控制器设置燃气涡轮机下垂设置，所述燃气涡轮机下垂设置至少部分地基于所述蒸汽涡轮机下垂设置和所述频率调节需求；以及
每十秒重新设置所述蒸汽涡轮机下垂设置和所述燃气涡轮机下垂设置至少一次。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括至少部分地基于所述HRSG的体积、所述HRSG内的流体的温度和所述HRSG内的流体的压力来计算所述HRSG的HRSG存储值，所述HRSG存储值与HRSG时间延迟成比例。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，每秒重新设置所述蒸汽涡轮机下垂设置和所述燃气涡轮机下垂设置至少一次。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述燃气涡轮机下垂设置至少部分地基于所述蒸汽涡轮机的可用MW裕度和所述燃气涡轮机的总MW额定值。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一控制器和所述第二控制器与所述设备控制器分离。
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