CN115306506A - 用于电网恢复中的块加载的协调联合循环发电机组响应 - Google Patents

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Abstract

一种用联合循环发电机组(CCPP)(10)对电网(144)进行块加载的方法包括：以孤岛模式操作CCPP(10)的燃气涡轮系统(14)，其中CCPP(10)的蒸汽涡轮系统(16)离线(46)，仅转动齿轮在旋转；根据蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件加载蒸汽涡轮系统(16)，蒸汽涡轮系统(16)的加载包括控制供应到蒸汽涡轮系统(16)的燃气涡轮(26)排气以及燃气涡轮(26)排气温度以加热蒸汽涡轮系统(16)并满足蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件；其中控制燃气涡轮(26)排气包括控制到燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流和气流；以及操作燃气涡轮系统(14)和蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者，以从燃气涡轮系统(14)和蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者上的负载(52)对电网(144)进行块加载(52)。

Description

用于电网恢复中的块加载的协调联合循环发电机组响应
背景技术
本文公开的主题涉及联合循环发电机组，并且更具体地，涉及用于从联合循环发电机组加载电网的系统、控件和方法。
联合循环发电机组结合了燃气涡轮系统与蒸汽涡轮系统以发电，同时减少了能量浪费。在操作中，燃气涡轮系统燃烧燃料-空气混合物以产生驱动负载(诸如发电机)的扭矩。为了减少能量浪费，联合循环发电机组使用燃气涡轮系统排气中的热能来产生蒸汽。蒸汽穿过蒸汽涡轮系统并且可以产生驱动负载(诸如但不限于发电机)的动力。电网可从多种来源接收动力，这增加了联合循环发电机组必须根据需求调整其对电网的动力输出的次数。
发明内容
下文提到的所有方面、示例和特征能够以任何技术上可能的方式组合。
本公开的一个方面提供了一种用联合循环发电机组对电网进行块加载的方法。所述方法包括以孤岛模式操作联合循环发电机组的燃气涡轮系统，其中联合循环发电机组的蒸汽涡轮系统离线，仅转动齿轮在旋转；根据蒸汽涡轮系统的温度匹配条件加载蒸汽涡轮系统，蒸汽涡轮系统的加载包括控制供应到蒸汽涡轮系统的燃气涡轮排气以及燃气涡轮排气温度以加热蒸汽涡轮系统并满足蒸汽涡轮系统的温度匹配条件；其中控制燃气涡轮排气包括控制到燃气涡轮系统的燃料流和气流；以及操作燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统中的至少一者，以从燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统中的至少一者上的负载对电网进行块加载。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中当联合循环发电机组的燃气涡轮系统处于孤岛模式时，仅燃气涡轮系统向电网提供电力。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中当满足蒸汽涡轮系统的温度匹配条件时，燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统两者均向电网提供电力。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制燃气涡轮排气温度包括控制到燃气涡轮系统的燃料流。
本公开的又一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制燃气涡轮排气温度包括控制到燃气涡轮系统的气流。
本公开的再一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中蒸汽涡轮系统包括热回收蒸汽发生器，该方法还包括使燃气涡轮排气流向蒸汽涡轮系统的热回收蒸汽发生器，并且还针对控制到燃气涡轮系统的燃料流的温度匹配条件，控制提供给热回收蒸汽发生器的燃气涡轮排气的温度。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中电网的块加载通过遵循可变加载路径进行，这些可变加载路径依赖于以下各项中的至少一项：对到燃气涡轮系统的燃料流的控制；对到燃气涡轮系统的气流的控制；以及燃气涡轮排气与蒸汽涡轮系统的温度匹配条件的温度匹配。
本公开的一个方面包括前述方面中的任一方面，并且其中蒸汽涡轮系统包括热回收蒸汽发生器，该方法还包括使燃气涡轮排气流向蒸汽涡轮系统的热回收蒸汽发生器，并且还针对控制到燃气涡轮系统的燃料流的温度匹配条件，控制提供给热回收蒸汽发生器的燃气涡轮排气的温度。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中在燃气涡轮排气温度与蒸汽涡轮系统温度匹配条件之间的温度匹配条件已经满足阈值对应值之后，蒸汽涡轮系统可以对电网进行块加载。
本公开的又一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中以孤岛模式操作燃气涡轮系统还包括使蒸汽涡轮系统部件升温；该方法还包括在中等负载条件下操作燃气涡轮系统，直到蒸汽涡轮系统的蒸汽涡轮开始加速到全速。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中蒸汽涡轮系统的加载继续，直到蒸汽涡轮系统的蒸汽涡轮进入入口压力控制并且燃气涡轮排气满足蒸汽涡轮系统的温度匹配条件。
本公开的又一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中一旦满足温度匹配条件，燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统的加载便同时继续，直到块加载完成并且电网的后续加载能够从连接到燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统的负载继续。
本公开的另一附加方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制燃气涡轮系统对电网的加载，以确保蒸汽涡轮系统加载不会导致燃气涡轮系统卸载到电网达到损害对联合循环发电机组的辅助负载的支持的程度。
本公开内容的一个方面提供了一种用于用联合循环发电机组对电网进行块加载的控制器，该控制使得联合循环发电机组能够灵活地操作并加载联合循环发电机组的燃气涡轮系统，该控制器能够：以孤岛模式操作联合循环发电机组的燃气涡轮系统，其中联合循环发电机组的蒸汽涡轮系统离线，仅转动齿轮在旋转；根据蒸汽涡轮系统的温度匹配条件加载蒸汽涡轮系统，蒸汽涡轮系统的加载包括控制供应到蒸汽涡轮系统的燃气涡轮排气以及燃气涡轮排气温度以加热蒸汽涡轮系统并满足蒸汽涡轮系统的温度匹配条件；其中控制燃气涡轮排气包括控制到燃气涡轮系统的燃料流和气流；以及操作燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统中的至少一者，以从燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统中的至少一者上的负载对电网进行块加载。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中当联合循环发电机组的燃气涡轮系统处于孤岛模式时，控制器进一步仅管理燃气涡轮系统向电网提供电力。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中当满足蒸汽涡轮系统的温度匹配条件时，燃气涡轮系统和蒸汽涡轮系统两者均向电网提供电力。
本公开的再一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制器还通过控制到燃气涡轮系统的燃料流来管理燃气涡轮排气温度。
本公开的另一附加方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制器还通过控制到燃气涡轮系统的气流来管理燃气涡轮排气温度。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中蒸汽涡轮系统包括热回收蒸汽发生器，该控制器还包括引导燃气涡轮排气流向蒸汽涡轮系统的热回收蒸汽发生器，并且还针对控制到燃气涡轮系统的燃料流的温度匹配条件，控制提供给热回收蒸汽发生器的燃气涡轮排气的温度。
本公开的一个方面包括前述方面中的任一方面，并且其中控制器通过遵循可变加载路径来响应电网的块加载，这些可变加载路径依赖于以下各项中的至少一项：对到燃气涡轮系统的燃料流的控制；对到燃气涡轮系统的气流的控制；以及燃气涡轮排气与蒸汽涡轮系统的温度匹配条件的温度匹配。
本公开中描述的两个或更多个方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以组合以形成本文未具体描述的实施方案。
在以下附图和描述中阐述一个或多个具体实施的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
本公开的例示性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
图1是根据本公开的实施方案的具有能够沿着不同负载路径加载的控制器的联合循环发电机组的一个实施方案的示意图；
图2是根据本公开的实施方案的示出可变负载路径的在停电发生之后由联合循环发电机组对电网进行块加载的例示性非限制性图形表示；并且
图3是根据本公开的实施方案的示出区域1、2和3的在停电发生之后由联合循环发电机组对电网进行块加载的例示性非限制性图形表示；并且
图4是在停电发生之后由联合循环发电机组对电网进行块加载的流程图。
应当注意，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应当被视为限制本公开的范围。在附图中，类似的编号表示附图之间的类似的元件。
具体实施方式
首先，为了清楚地描述现有技术，在提及和描述联合循环发电机组内用于加载电力网的相关机器部件时，将有必要选择某些术语。在可能范围内，通用行业术语将以与术语的接受含义一致的方式来使用和采用。除非另有说明，否则应当对此类术语给出与本申请的上下文和所附权利要求书的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将了解，通常可以使用若干不同或重叠术语来引用特定部件。在本文中可描述为单个零件的物体可以包括多个部件并且在另一个上下文中被引用为由多个部件组成。另选地，本文中可描述为包括多个部件的物体可在别处称为单个零件。
此外，本文中可能会定期使用若干描述性术语，并且在本节开始时定义这些术语应当证明是有帮助的。除非另有说明，否则这些术语以及其定义如下。如本文所用，“下游”和“上游”是指示相对于流体流动的方向的术语，诸如通过涡轮引擎的工作流体，或者例如通过燃烧器的空气流或通过涡轮机的部件系统之一的冷却剂。术语“下游”对应于流体流动方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向。在没有任何另外的特殊性的情况下，术语“前”和“后”是指方向，其中“前”是指引擎的前端或压缩机端，并且“后”是指引擎的后端或涡轮机端。
通常需要描述相对于中心轴线设置在不同径向位置的零件。术语“径向”是指垂直于轴线的移动或位置。例如，如果第一部件比第二部件更靠近轴线，则本文将说明第一部件沿第二部件“径向向内”或在第二部件的“内侧”。另一方面，如果第一部件比第二部件更远离轴线驻留，则本文可以说明第一部件是第二部件的“径向向外”或“外侧”。术语“轴向”是指平行于轴线的移动或位置。最后，术语“周向”是指围绕轴线的移动或位置。应当理解，此类术语可以相对于涡轮的中心轴线应用。
此外，在本文中可以有规律地使用若干描述性术语，如下所述。术语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示单独部件的位置或重要性。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确地指出。将进一步理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
如本公开所体现的，“块加载”意指在网络恢复期间向具有各种大小的负载的块提供电力。网络恢复可以发生在电网故障(诸如但不限于停电)之后。例如，要恢复的电网中的一个块可包括任何数量的单元，诸如1至约100个“单元”(例如但不限于其中“单元”是房屋、到计量表的单独馈电等的实施方案)。后续块可包括比“一个”块更多或更少的单元，例如5个单元、75个单元、250个单元、500个单元、1000个单元或任何数量的单元。本文所讨论的单元和块的数量仅仅是本公开的示例，并非旨在以任何方式限制实施方案。
下面将描述本发明的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。
当介绍本发明的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的额外元件。
本公开的实施方案包括在响应于在停电电网的恢复中出现的块负载时用于协调布置在联合循环发电机组中的燃气涡轮和蒸汽涡轮的动作的控件、系统和方法。实施方案的一个方面提供了一种用于在不添加新硬件的情况下恢复停电电网的联合循环发电机组。换句话说，联合循环发电机组仅具有控制系统或仅软件升级。因此，实施方案的各方面还使得燃气涡轮和蒸汽涡轮能够恢复停电电网，从而提供增加的联合循环发电机组输出和缩短的电网恢复时间。
本公开的另一个方面使得能够协调联合循环发电机组(CCPP)中的燃气涡轮和蒸汽涡轮响应，以在停电事件之后的恢复期间对电网进行块加载。联合循环发电机组中的燃气涡轮和蒸汽涡轮的操作控件可以调节联合循环发电机组中的燃料和气流。如本公开所体现的，控制到燃气涡轮的燃料流以将燃气涡轮速度维持在燃气涡轮额定速度的100％，以增强电网负载。因此，联合循环发电机组中的燃气涡轮燃料流可以维持电网频率。当将电力负载的块添加到电网时，发电机的速度可能会瞬间下降。出现这种下降是因为燃气涡轮系统14的机械动力输出不能像负载或发电机42的电力需求那样快速响应。在燃气涡轮系统14和轴40上产生的扭矩不平衡导致减速或“下降”。在块加载期间，下降可能会继续，直到机械输出增加以平衡电力需求。在这种情况下，联合循环发电机组10的频率响应可以看作是两个不同的部分。一个部分可以被定义为由于加载正常下降产生的初始快速作用部分，然后是由于“伪同步”控制回路产生的第二较慢的作用部分。燃气涡轮燃料流将通过如本公开所体现的控制模式和过程来调整，以恢复联合循环发电机组的燃气涡轮速度及其输出，从而重新加载电网。
同时，并且与到燃气涡轮的燃料流协调，调节和控制燃气涡轮气流以维持稳定和基本恒定的燃气涡轮排气温度。恒定的燃气涡轮排气温度为联合循环发电机组的蒸汽涡轮提供恒定的蒸汽操作条件。如本公开所体现的，对燃气涡轮燃料和气流的独立控制允许燃气涡轮操作吸收添加到电网的负载的块，同时维持基本恒定的电网频率和电网加载以用于电网恢复。如本公开所体现的，对燃气涡轮燃料和气流的独立控制还支持启动联合循环发电机组蒸汽涡轮以及蒸汽涡轮将动力馈送到联合循环发电机组发电机，并最终恢复电网。
停电后的电网块加载旨在尽可能快地恢复电网。电网恢复应使得各种大小的电力负载的块能够在网络恢复期间被馈送到电网。例如，如上所述，要恢复的电网中的一个块可包括任何数量的单元，诸如1至100个“单元”(例如但不限于房屋、到计量表的单独馈电等的实施方案)，而后续块可包括250个单元、500个单元、1000个单元或更多个单元，或者比第一块更多或更少的任何数量的单元。在一些情况下，块的大小可能有限制；然而，本文的实施方案被设想为可用于不同大小的块。本文所讨论的单元的数量仅仅是本公开的示例，并非旨在以任何方式限制实施方案。当然，恢复的及时性和迅速性是恢复电网电力的重要因素。联合循环发电机组非常适合电网恢复，因为它们表现出快速响应和操作灵活性，尤其是燃气涡轮的操作，只要燃气涡轮的停电加载不会对蒸汽涡轮的操作产生不利影响。
因此，如本公开所体现的，对联合循环发电机组燃气涡轮的控制和管理使其能够诸如在停电之后提供相当大百分比的电网加载。对联合循环发电机组燃气涡轮的控制和管理还为随后包括电网的蒸汽涡轮块加载提供了条件，这在一些联合循环发电机组方法和控件中可能不可行。
在过去，蒸汽涡轮作为联合循环发电机组中的主要块加载特征被依赖，蒸汽涡轮和蒸汽系统通常需要进行重大的物理改进。物理改进可包括对蒸汽涡轮控制模式和过程以及蒸汽系统硬件(包括但不限于蒸汽涡轮管道和控制阀)进行改变。而且，蒸汽涡轮改进可能会导致在块加载中响应更慢以及从热回收蒸汽发生器(HRSG)产生蒸汽。
因此，实施方案的各方面提供了用于实现停电电网的电力恢复的联合循环发电机组的机制、控件和方法。而且，实施方案的各方面提供了用于从停电电网的电网恢复转换到正常操作的联合循环发电机组的机制、控件和方法。
如上所述，一些联合循环发电机组可能不能实现停电电网的恢复，因为其燃气涡轮不能独立于其蒸汽涡轮操作。在那些联合循环发电机组中，燃气涡轮控件与联合循环发电机组中燃气涡轮的燃料流和气流紧密协调。这种紧密的协调可产生单个预定的加载路径。单个加载路径可能不能从联合循环发电机组提供足够的块加载，尤其是在停电发生之后联合循环发电机组的块负载。
因此，如本公开所体现的灵活加载路径设置有联合循环发电机组燃气涡轮，尤其是在停电发生之后联合循环发电机组的块负载。灵活加载路径阐述了可变负载路径(VLP)，诸如在由纽约州斯克内克塔迪的通用电气公司(General Electric Company,Schenectady,NY)提供的
Figure BDA0003584394420000081
燃气涡轮控件中。燃气涡轮控件中的OpFlex或可变负载路径提供了可变加载路径和灵活性，使紧密协调的燃气涡轮燃料流和气流放松，这可在一些现有的燃气涡轮控制模式中找到。
如本公开所体现的，具有灵活加载路径和可变加载路径的燃气涡轮控件结合了支持燃气涡轮操作的控制模式以及燃料流和气流的独立控制和调节。实施方案的另一个方面提供了与燃气涡轮速度和电网频率中的至少一者协调或成比例的到燃气涡轮的燃料流。另外，如本公开所体现的，到燃气涡轮的气流与蒸汽涡轮操作协调或成比例。
因此，实施方案提供了基于蒸汽涡轮操作条件的燃气涡轮排气温度的参考值或目标值。因此，基于蒸汽涡轮操作条件的燃气涡轮排气温度与那些联合循环发电机组操作方面一致和协调。此外，如本公开所体现的，联合循环发电机组中的燃气涡轮排气温度的调整与蒸汽涡轮的操作状态条件(诸如蒸汽涡轮的操作条件是用于启动的“暖”、“热”或“冷”)成比例。
如本公开所体现的控件、系统和方法使得联合循环发电机组的启动时间更短，尤其是从停电状态到加载电网。换句话说，这些控件、系统和方法使得能够将联合循环发电机组中的燃气涡轮和蒸汽涡轮的操作从空载情况(诸如在停电或第一负载状态之后)增加到基本负载或第二负载状态，以向电网提供所需加载。本文的控件、系统和方法能够通过燃气涡轮的可变加载增加蒸汽产量来加快联合循环发电机组的启动时间。此外，实施方案的另一个方面提供了用于实现对燃气涡轮排气温度和燃气涡轮加载的控制以提高联合循环发电机组的热回收蒸汽发生器(HRSG)中的蒸汽产量的系统和方法。因此，联合循环发电机组的HRSG可以为联合循环发电机组的蒸汽涡轮产生足够温度和压力的蒸汽，以有助于在块负载情况下加载电网。块负载情况可操作以加速蒸汽涡轮启动，便于联合循环发电机组块加载电网。
图1是具有能够沿着不同负载路径加载的控制器12的联合循环发电机组10的一个实施方案的框图。如本公开所体现的，控制器12使得联合循环发电机组10能够将电力输出(即，负载)从非活动状态(即，无电力输出)快速增加到活动状态(即，电网所需的电力输出)。换句话说，控制器12使得联合循环发电机组10能够启动向电网加载的步骤。更具体地，控制器12使得联合循环发电机组10能够通过增加和加速蒸汽产生来增加来自联合循环发电机组10的燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16的动力输出。
联合循环发电机组10包括控制器12、燃气涡轮系统14、蒸汽涡轮系统16和热回收蒸汽发生器(HRSG)18。在操作中，燃气涡轮系统14燃烧燃料-空气混合物以产生驱动负载42和/或52(如下文所述)(例如但不限于发电机)的机械动力。为了减少能量浪费，联合循环发电机组10使用燃气涡轮系统14排气中的热能来加热流体并在HRSG 18中产生蒸汽。蒸汽从HRSG 18穿过蒸汽涡轮系统16，从而产生也可以用于驱动负载42的扭矩。虽然未示出，但HRSG 18中蒸汽的产生以及随后蒸汽涡轮系统16中扭矩的形成可以在具有单轴的单轴联合循环发电机组10中提供，其中转矩可以独立地从燃气涡轮和蒸汽涡轮两者施加。因此，联合循环发电机组10可以结合燃气涡轮系统14与蒸汽涡轮系统16以增加动力产生，同时减少能量浪费。
燃气涡轮系统14包括气流控制模块20、压缩机22、燃烧器24和涡轮26。在操作中，氧化剂28(例如但不限于空气、氧气、富氧空气或减氧空气)通过气流控制模块20进入燃气涡轮系统14，该气流控制模块控制到燃气涡轮系统14的氧化剂流(下文称为“气流”)的量。气流控制模块20可通过加热氧化剂流、冷却氧化剂流、从压缩机22抽取气流、使用入口节流装置、使用入口导向叶片(IGV)或它们的组合来控制气流。为了简化讨论，本公开的实施方案将IGV称为用于控制到燃气涡轮系统14的气流的装置。当气流通过气流控制模块20时，空气进入压缩机22。压缩机22在一系列压缩机级或具有压缩机叶片的转子盘30中对空气28加压。当压缩的空气离开压缩机22时，气流进入燃烧器24并与燃料32混合。
燃气涡轮系统14可使用液体或气体燃料，诸如天然气和/或富氢合成气，以操作燃气涡轮系统14。例如，燃料喷嘴34可以适当的比例将燃料-空气混合物注入到燃烧室24中，以增强燃烧、排放、燃料消耗和动力输出。如图所示，多个燃料喷嘴34从燃料流中吸入燃料32，将燃料32与空气混合，并将空气-燃料混合物分配到燃烧器24中。空气-燃料混合物在燃烧器24内的燃烧室中燃烧，从而产生热加压排气。燃烧器24可以通过燃气涡轮26将排气引向排气出口36。当排气流动并通过燃气涡轮26时，气体接触附接到涡轮转子盘38或涡轮级的涡轮叶片。当排气穿过燃气涡轮26时，排气流可迫使涡轮叶片旋转转子盘38。转子盘38的旋转引起轴40和转子盘30在压缩机22中旋转。负载42(诸如但不限于发电机)直接连接到轴40，并使用轴40的旋转能量来产生电力以供电网144使用。电网144表示用于将能量从联合循环发电机组10运送到其客户(例如变电站、配电线等)的任何电力基础设施。
如上所述，联合循环发电机组10从离开燃气涡轮系统14的热排气中获取能量以供蒸汽涡轮系统16使用。如本公开所体现的，联合循环发电机组10将来自燃气涡轮系统14的热排气44引导到热回收蒸汽发生器(HRSG)18中。在HRSG 18中，燃烧排气中的热能将水转换为热加压蒸汽46。然后HRSG 18使管线46中释放的蒸汽能够用于蒸汽涡轮系统16。
蒸汽涡轮系统16包括蒸汽涡轮48、轴50和负载52(诸如但不限于发电机)。当管线46中的热加压蒸汽进入蒸汽涡轮48时，蒸汽接触附接到涡轮转子盘54(诸如但不限于涡轮级)的涡轮叶片。当蒸汽通过蒸汽涡轮48中的涡轮级时，蒸汽引起涡轮叶片旋转转子盘54。
转子盘54的旋转使轴50旋转。如图所示，负载52(例如发电机)连接到轴50。因此，当轴50旋转时，负载52使用旋转能量来为电网144发电。当管线46中的加压蒸汽通过蒸汽涡轮48时，蒸汽失去能量，换句话说，蒸汽膨胀并冷却。在离开蒸汽涡轮48之后，蒸汽进入冷凝器49，然后作为给水送回HRSG 18，其中给水可在蒸汽涡轮系统16中转换回蒸汽再使用。
如上所述，控制器12使得联合循环发电机组10能够将输出(也称为负载)从非活动状态或无负载快速增加到产生动力并将其提供给电网144的活动状态。活动状态是提供指定负载并传递负载的状态。换句话说，控制器12使得联合循环发电机组能够灵活地操作和加载燃气涡轮系统14。燃气涡轮系统14的灵活加载可使得HRSG 18中的蒸汽产量增加，因此使得蒸汽涡轮系统16能够相对快速地启动。快速启动联合循环发电机组10并增加燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16的联合负载或电力输出的能力增加了联合循环发电机组10的效率。当然，联合循环发电机组10的效率增加可节省时间和金钱。
联合循环发电机组10本身可包括多于一个燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16，并且为了说明，在图1中仅示出了一个燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16。压缩机22可包括气流控制模块20中的一组入口导向叶片(IGV)。IGV(为了便于理解，未示出)是一种可调整压缩机入口叶片，其专门被构造成将进入的工作流体流引导到压缩机20的旋转叶片上。IGV可在多个位置之间调整以影响进入压缩机20的流体的流速、入射角和/或其他特性。因此，IGV能够影响压缩机20的温度、来自燃气涡轮系统14的动力输出和排气温度以及/或者其他特性。
控制器12包括存储器56和处理器58。存储器56存储指令和步骤，诸如以软件代码编写的指令和步骤。处理器58响应于来自联合循环发电机组10的反馈而执行所存储的指令。更具体地，如本公开所体现的，控制器12控制联合循环发电机组10中的各种部件并与之通信，以灵活地控制燃气涡轮系统14的加载。因此，对加载燃气涡轮系统14的控制能够控制蒸汽涡轮系统16的加载。如图所示，控制器12控制气流控制模块20、燃料32的吸入和流量。而且，控制器12与负载42、排气温度传感器60、HRSG蒸汽温度传感器62和蒸汽涡轮金属温度传感器64通信，以沿着不同负载路径加载联合循环发电机组10。
如本领域技术人员将理解的，本公开可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，如本公开所体现的控制器12可采取以下形式：完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合在本文中可全部统称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施方案。此外，本公开可采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在任何有形表达介质中，在该介质中体现有计算机可用程序代码。
一个或多个计算机可用或计算机可读介质的任何组合可用于控制器12中或用作该控制器。计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更特定示例(不完全列表)将包括以下项：具有一根或多根线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、传输介质(诸如支持互联网或内联网的那些)或磁存储设备。需注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是纸张或程序印刷在其上的另一种合适的介质，因为程序可经由例如光学扫描纸张或其他介质以电子方式捕获，然后在必要时以合适的方式编译、解释或以其他方式处理，并且然后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是可包含、存储、传达、传播或传送程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与它们结合使用的任何介质。存储器和/或存储系统可以包括各种类型的非暂态计算机可读存储介质(包括磁介质、光介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)的任何组合。在基带中或作为载波的一部分，计算机可用介质可包括传播的数据信号，该传播的数据信号具有包含的计算机可用程序代码。计算机可用程序代码可使用任何适当的介质传输，该任何适当的介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等。
如本公开所体现的，用于执行控制器12的操作的计算机程序代码可以一种或多种编程语言的任何组合来写入，这些编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Java、Smallalk、C++等)和常规的过程编程语言(诸如，“C”编程语言或类似编程语言)。程序代码可完全在用户计算机上、部分地在用户计算机上、作为独立的软件包、部分地在用户计算机上，以及部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者该连接可以至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。
这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，该计算机程序指令可指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作。
计算机程序指令也可加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以致使在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的过程。
在操作中，控制器12管理气流控制模块20和燃料32的消耗，以改变燃气涡轮系统14的负载。对气流控制模块20和燃料32消耗的控制因此控制燃气涡轮系统14的负载。进而，对气流控制模块20和燃料32消耗的控制由此控制联合循环发电机组10的负载。换句话说，如本公开所体现的，对气流控制模块20和燃料32消耗的控制可以控制和改变燃气涡轮系统14的负载，从而控制联合循环发电机组10向电网144提供电力输出的方式。
在实施方案的另一个方面，控制器12调整燃气涡轮排气44的质量流速和温度，这控制HRSG 18为蒸汽涡轮系统16产生蒸汽的速度。调整排气44的质量流速和温度控制联合循环发电机组10使用负载42和52产生电力的速度。例如，但不旨在以任何方式限制实施方案，当控制器12用气流控制模块20增加气流时，增加的气流可以流过压缩机22，流过燃烧器24并流过燃气涡轮26。因此，气流的增加相应地增加了排气的质量流速，因此增加了轴40上的扭矩。
此外，排气44的质量流速的增加增加了可用于HRSG 18以产生蒸汽的热能量，或者通过使更多的排气44能够流向并流过HRSG 18来增加热能量。HRSG 18蒸汽产量的增加可以加快蒸汽涡轮系统16的启动时间。因此，HRSG 18蒸汽产量的增加可以更快地启动蒸汽涡轮系统16，因此减少从负载52到电网144的电力输出的时间。
如上所述，控制器12控制燃气涡轮系统14的燃料流和消耗。对燃料32流的控制影响通过燃气涡轮系统14的质量流速和可用于HRSG 18的热能。因此，如本公开所体现的，当控制器12增加燃气涡轮燃料消耗时，排气44的温度升高。排气44温度的升高使得HRSG 18能够相应地在更高的温度和压力下产生蒸汽。更高的蒸汽温度和压力可增加蒸汽涡轮系统16的动力产生。然而，当控制器12降低燃料消耗时，可能发生排气44温度的相应降低。如果排气44温度降低，则其可能减少可用于驱动负载42的机械能。因此，更少的热能可用于产生蒸汽以供蒸汽涡轮系统16驱动负载52。
控制器12被配置为在停电情况之后经由联合循环发电机组10的不同加载路径实现可变块加载操作。控制器12调节/控制联合循环发电机组10在用于块加载的区域中的加载和操作，如本文所述。参考图1和图3，停电情况之后的第一区域(区域1)或部分块加载操作是由单独作用的燃气涡轮系统14向电网144提供电力。蒸汽涡轮系统16在电网144的该块加载区域处离线，仅在转动齿轮上。燃气涡轮系统14将支持每个电网144要求的块加载，从而当添加各种尺寸的负载块或者甚至从电网144移除各种尺寸的负载块时，将频率维持在电网144的预定范围内。
为了确保频率保持在电网144的预定范围内，在区域1中，燃气涡轮系统14以所谓的“伪同步”模式操作。该伪同步模式是当燃气涡轮以孤岛模式操作时使用的标准控制模式，并且控制电网144的负载或发电机42，明确的目的是调节电网144的电频率。
停电情况之后的块加载的特征包括到联合循环发电机组10的负载或发电机42的电输出的立即增加。然而，由于燃气涡轮系统14的机械动力输出不能像负载或发电机42的电力需求那样快速响应，因此在燃气涡轮系统14和轴40上产生的扭矩不平衡可能导致如上所述的减速或“下降”。在块加载期间，下降可能会继续，直到机械输出增加以平衡电力需求。联合循环发电机组10的频率响应可以看做是两个不同的部分。一个部分可以被定义为由于加载正常下降产生的初始快速作用部分，然后是由于“伪同步”控制回路产生的较慢的作用部分。“伪同步”控制回路用于将负载速度斜升回到标称值，例如如果负载是发电机，则标称值为50Hz或60HZ。
在正常的孤岛/伪同步操作中，燃气涡轮系统14入口导向叶片(IGV)根据燃气涡轮26加载需求控制排气温度和/或点火温度。一般来讲，对燃气涡轮26排气44温度或点火温度的控制沿着传统的负载路径进行。然而，在联合循环发电机组10的块加载情况下，特别是在停电之后，必须根据蒸汽涡轮48的温度要求、特别是蒸汽涡轮48的温度匹配要求来控制燃气涡轮排气44温度。这种控制尤其但不限于在块加载的初始阶段中发生，可以确保蒸汽涡轮系统16可以高效且有效地上线，其中排气温度与用于蒸汽涡轮启动的蒸汽温度要求相匹配。
如本公开所体现的，根据一个方面的块加载包括用于速度或电网频率控制的燃气涡轮加载的独立控制。而且，如本公开所体现的，联合循环发电机组10的块加载包括用于蒸汽循环启动的排气44温度的独立控制。有两种常用的控制方法用于实现这种块加载独立控制\排气44温度。第一种是温度匹配控制，第二种是可变负载路径(VLP)控制。
当温度匹配控制通常发生在联合循环发电机组10的旋转备用时，参考或目标温度低于排气44的当前温度。通过温度匹配控制，燃气涡轮系统14首先沿着最小IGV气流位置加载，直到达到实现温度匹配所需的最小排气44温度。此时，燃气涡轮系统14的气流控件20中的IGV从最小气流位置打开，以将排气44温度降低到与参考排气温度目标相匹配的持续排气温度。在正常的启动过程中，燃气涡轮26负载在该点处保持固定，直到排气44温度参考目标逐渐向等温线增加，其中IGV朝向最小气流位置返回。当IGV达到它们的最小气流位置时，如果需要，燃气涡轮系统14负载可增加，以继续跟踪排气44温度参考温度。在温度匹配控制期间，燃气涡轮系统14负载遵循所需的排气44温度，因此独立负载控制是不可行的。因此，这种“标准”排气温度匹配控制方法与块加载操作不兼容。
因此，如本公开所体现的可变负载路径(VLP)用于联合循环发电机组10的块加载操作。VLP提供了在块加载中独立控制排气44温度的灵活方法。VLP提供了对燃气涡轮系统14加载和排气温度的并行和独立控制。通过独立地调节到燃气涡轮系统14的燃料流和气流来实现对VLP中的燃气涡轮加载和排气温度的并行和独立控制。受燃气涡轮系统14和联合循环发电机组10操作边界的限制，结果是“操作空间”不受单一加载或操作“路径”的约束。
如本公开所体现的，VLP负载路径支持块加载操作，具有“负载优先级”模式并且禁用联合循环发电机组10的排放边界。根据实施方案使用伪同步控制的块加载与具有控制排气44温度的IGV的VLP兼容。
图2示出了关于蒸汽涡轮系统操作约束的可能GT块加载路径。图2中的外部实线示出了如本公开所体现的可变块加载路径的操作边界，相对于水平轴上的燃气涡轮上的负载考虑了垂直轴上的燃气涡轮排气温度。由于燃气涡轮排气温度是到燃气涡轮系统的燃料流和气流的函数，并且燃气涡轮排气温度应处于与用于加载蒸汽涡轮系统的条件相匹配的某一蒸汽涡轮系统温度下，从而实现电网144的块加载，所以实线区域为联合循环发电机组10提供了电网144的块加载时的可变加载路径。
如本公开所体现的，在VLP中定义了操作的不同区或“区域”，用于联合循环发电机组在向电网144提供电力时进行块加载。这些区域基本上由联合循环发电机组启动的块加载期间蒸汽涡轮的操作状态确定。图3示出了具有3个不同区域即区域1、区域2和区域3的代表性“暖”启动块加载。
参考附图，包括图4的流程图，Z1.1区域1处是仅联合循环发电机组10的燃气涡轮系统14上线启动完成从而在FSNL下调节速度的块加载区。蒸汽涡轮系统16离线，或者换句话说，在区域1中只在转动齿轮上。而且，在区域1中，在Z1.2处，HRSG 18和相关的水蒸汽循环(WSC)吸收GT排气并升温。在Z1.3的区域1处，燃气涡轮断路器闭合，燃气涡轮从中间操作前进并吸收单元辅助负载。燃气涡轮燃料增加以平衡负载并维持速度控制，并且燃气涡轮IGV响应以维持燃气涡轮排气温度与蒸汽涡轮兼容。在Z1.4处，燃气涡轮响应不同数量的可变大小的负载块，增加燃料流以保持对频率(或速度)的控制并打开IGV以保持排气温度与蒸汽涡轮兼容。在Z1.5处，燃气涡轮保持在当前水平，直到HRSG和WSC中的条件足以使蒸汽进入蒸汽涡轮。
区域2是联合循环发电机组10的块加载。蒸汽条件适于蒸汽涡轮启动。蒸汽涡轮加速到全速，并在Z2.1处上线。当蒸汽涡轮上线时，由蒸汽涡轮产生的动力通过燃气涡轮在Z2.2处产生的动力减少来平衡。在Z2.3处，添加电网负载的附加块，现在被燃气涡轮和蒸汽涡轮增加的发电量所吸收。燃气涡轮继续保持适于蒸汽涡轮操作的排气温度控制。
区域3是联合循环发电机组10周期的块加周期载。在Z3.1处，蒸汽涡轮热状态达到不再需要限制燃气涡轮操作的点。在Z3.2处，燃气和蒸汽涡轮的无限制块加载恢复，负载块更大且更频繁。
根据本公开的另一方面，块加载VLP周期的第四区域是联合循环发电机组10和燃气涡轮系统14返回到“正常”满载操作(图4中的最后一个步骤)。此处，调节可以由复原的电网144提供。电网144的进一步块加载由标准下降控制下的调度命令提供。
在区域1中，燃气涡轮系统14必须调节其排气44的温度以与启动蒸汽涡轮系统16所需的温度或如上所述的温度匹配条件兼容。在区域1中，如本公开所体现的，当燃气涡轮系统14向电网144提供块加载并调节其排气44温度时，可以使HRSG 18升温。蒸汽产生正在建立并开始对HRSG 18中的高压(HP)集管(为了便于理解，未示出HRSG 18的阀、密封件、集管、管道和其他细节)加压。
在检测到燃气涡轮系统14中的火焰时，HRSG 18可以被认为是“活动的”或“在使用中”。在区域1中的这种“活动”条件下，如本公开所体现的，HP旁通阀打开以允许控制形成HP集管蒸汽，从而对HRSG 18的再热管道系统加压。当HRSG 18的再热管道系统中的压力升高时，打开HRSG排气阀以调节HRSG再热管道系统压力。该开口还使得HRSG 18中的压力路径能够通向环境压力。利用稳定的再热管道蒸汽压力，可建立压盖蒸汽系统和蒸汽涡轮密封，并且可以启动蒸汽涡轮系统16的冷凝器排空或“堵塞”。当冷凝器压力已经降低以允许蒸汽进入时，HRSG 18旁通阀可以打开以调节再热管道系统压力，为启动蒸汽涡轮48做准备。
如本公开所体现的，当蒸汽涡轮系统16在区域2中上线时，蒸汽涡轮系统16的输出动力将有助于支持块加载。因此，燃气涡轮系统14可卸载以考虑由蒸汽涡轮系统16添加到负载的负载。
本公开的实施方面的各方面包括燃气涡轮系统14的卸载，但是燃气涡轮系统14的卸载受控以确保蒸汽涡轮系统16的任何加载不会导致燃气涡轮系统14卸载太多而使燃气涡轮系统14进入其中可能不会发生加载的反向操作。另外，在区域2中，如本公开所体现的，对燃气涡轮系统14卸载到电网144的控制可以确保任何蒸汽涡轮系统16的加载不会导致燃气涡轮系统14卸载太多动力到电网144而损害对可能需要的联合循环发电机组10辅助负载的支持。因此，如本公开所体现的，在区域1中将合适数量的块负载接收到燃气涡轮系统14中可以确保在区域2中燃气涡轮系统14卸载到电网144不过量，并且对联合循环发电机组10操作无害。
在进入区域2时，燃气涡轮系统14可能已经吸收若干负载块，以及向电网144提供块加载，如本公开所体现的。根据蒸汽涡轮系统16的热状态，联合循环发电机组10可为附加块加载电网144产生显著的负载。燃气涡轮系统14调节联合循环发电机组10所产生的电力，并且排气44温度根据由蒸汽涡轮系统16产生的温度匹配进行调节。
区域3的特征在于“无限制”加载，特别是对于暖和热联合循环发电机组。然而，对于冷联合循环发电机组热状态，将较小的块释放到电网144并且在时间上间隔较宽可能是有益的，因为蒸汽涡轮系统16可能是应力敏感的。在燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16在区域3中都上线时，可以向电网144提供更大的电力负载块，因为燃气涡轮系统14和蒸汽涡轮系统16的组合惯性可以减轻电网144的欠速下降块加载。
如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言可以用于修改可以允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围。应用于范围的特定值的“大约”适用于两个终止值，除非另外依赖于测量值的仪器的精度，否则可以指示所述值的+/-10％。
以下权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合具体要求保护的其他要求保护的元件执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但其并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述了实施方案以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的本公开的各种实施方案。

Claims (15)

1.一种用联合循环发电机组(10)对电网(144)进行块加载的方法，所述方法包括：
以孤岛模式操作所述联合循环发电机组(10)的燃气涡轮系统(14)，其中所述联合循环发电机组(10)的蒸汽涡轮系统(16)离线(46)，仅转动齿轮在旋转；
根据所述蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件加载所述蒸汽涡轮系统(16)，其中所述蒸汽涡轮系统(16)的所述加载包括控制供应到所述蒸汽涡轮系统(16)的燃气涡轮(26)排气以及控制燃气涡轮(26)排气温度以加热所述蒸汽涡轮系统(16)并满足所述蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件；
其中控制燃气涡轮(26)排气包括控制到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流和气流；以及
操作所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者，以从所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者上的负载(52)对所述电网(144)进行块加载(52)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述联合循环发电机组(10)的所述燃气涡轮系统(14)处于所述孤岛模式时，仅所述燃气涡轮系统(14)向所述电网(144)提供电力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当满足所述蒸汽涡轮系统(16)的所述温度匹配条件时，所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)两者均向所述电网(144)提供电力。
4.根据权利要求3所述的方法，其中控制燃气涡轮(26)排气温度包括控制到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流。
5.根据权利要求3所述的方法，其中控制燃气涡轮(26)排气温度包括控制到所述燃气涡轮系统(14)的气流。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽涡轮系统(16)包括热回收蒸汽发生器(42)，所述方法还包括使燃气涡轮(26)排气(44)流向所述蒸汽涡轮系统(16)的所述热回收蒸汽发生器(42)，并且还针对控制到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流的温度匹配条件，控制提供给所述热回收蒸汽发生器(42)的所述燃气涡轮(26)排气的温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中可变负载路径是对以下各项中的至少一项的响应：
对到所述燃气涡轮系统(14)的气流的控制；
对到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流的控制；以及
燃气涡轮(26)排气与所述蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件的温度匹配。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述蒸汽涡轮系统(16)包括热回收蒸汽发生器(42)，所述方法还包括使燃气涡轮(26)排气(44)流向所述蒸汽涡轮系统(16)的所述热回收蒸汽发生器(42)，并且还针对控制到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流的温度匹配条件，控制提供给所述热回收蒸汽发生器(42)的所述燃气涡轮(26)排气的温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述蒸汽涡轮系统(16)能够结合所述燃气涡轮系统(14)对所述电网(144)的块加载来对所述电网(144)进行块加载(52)，所述燃气涡轮系统(14)对所述电网(144)的所述块加载被配置为在所述燃气涡轮(26)排气温度与所述蒸汽涡轮系统(16)温度匹配条件之间的温度匹配条件已经满足阈值对应值之后发生。
10.根据权利要求1所述的方法，其中以所述孤岛模式操作所述燃气涡轮系统(14)还包括使蒸汽涡轮系统(16)部件升温；所述方法还包括在中等负载(52)条件下操作所述燃气涡轮系统(14)，直到所述蒸汽涡轮系统(16)的蒸汽涡轮(48)开始加速到全速。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽涡轮系统(16)的加载继续，直到所述蒸汽涡轮系统(16)的蒸汽涡轮(48)进入入口压力控制并且燃气涡轮(26)排气(44)满足蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件。
12.根据权利要求1所述的方法，其中一旦满足温度匹配条件，所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)的加载便继续，直到所述加载完成并且所述电网(144)的块加载能够从连接到所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)的负载(52)继续。
13.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述燃气涡轮系统(14)对所述电网(144)的加载，以确保所述蒸汽涡轮系统(16)加载不会导致所述燃气涡轮系统(14)卸载到所述电网(144)达到损害对所述联合循环发电机组(10)的辅助负载(52)的支持的程度。
14.一种用于用联合循环发电机组(10)对电网(144)进行块加载的控制器(12)，控制使得所述联合循环发电机组(10)灵活地操作并加载(52)所述联合循环发电机组(10)的燃气涡轮系统(14)，所述控制器(12)能够：
以孤岛模式操作所述联合循环发电机组(10)的燃气涡轮系统(14)，其中所述联合循环发电机组(10)的蒸汽涡轮系统(16)离线(46)，仅转动齿轮在旋转；
根据所述蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件加载所述蒸汽涡轮系统(16)，所述蒸汽涡轮系统(16)的所述加载包括控制供应到所述蒸汽涡轮系统(16)的燃气涡轮(26)排气以及控制燃气涡轮(26)排气温度以加热所述蒸汽涡轮系统(16)并满足所述蒸汽涡轮系统(16)的温度匹配条件；
其中控制燃气涡轮(26)排气包括控制到所述燃气涡轮系统(14)的燃料(32)流和气流；以及
操作所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者，以从所述燃气涡轮系统(14)和所述蒸汽涡轮系统(16)中的至少一者上的负载(52)对所述电网(144)进行块加载(52)。
15.根据权利要求14所述的控制器(12)，其中当所述联合循环发电机组(10)的所述燃气涡轮系统(14)处于所述孤岛模式时，所述控制器(12)进一步仅管理所述燃气涡轮系统(14)向所述电网(144)提供电力。
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