DE10055166C5

DE10055166C5 - Method for controlling the power and speed of a turbine

Info

Publication number: DE10055166C5
Application number: DE2000155166
Authority: DE
Inventors: Martin Bennauer; Johannes Dr. Dastych; Nikolas Haberl; Heribert Werthes
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: DE10055166A1; DE10055166C2

Abstract

Verfahren zur Regelung der Leistung (P) und Drehzahl (n) einer Turbine (12), wobei die tatsächliche Leistung (P_ist) und die tatsächliche Drehzahl (n_ist) erfaßt und mit vorgegebenen Werten für Leistung (P_soll) und Drehzahl (n_soll) verglichen und in einem Regler (20) verarbeitet werden und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Energiezufuhr zu der Turbine (12) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Regelung der Leistung (P) in dem Regler (20) die Differenz (P_ist – P_soll) zwischen der tatsächlichen Leistung (P_ist) und der vorgegebenen Leistung (P_soll) verwendet wird und dass das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl (n_ist) und der vorgegebenen Drehzahl (n_soll) unabhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Leistung (P_ist) und der vorgegebenen Leistung (P_soll) zur Veränderung der Energiezufuhr zu der Turbine (12) ausgewertet wird und dass die beiden Ergebnisse nach der Auswertung zusammengeführt und weiterverarbeitet werden.Method for controlling the power (P) and speed (n) of a turbine (12), wherein the actual power (P _ist ) and the actual speed (n _ist ) are detected and at predetermined values for power (P _soll ) and speed (n _should ) be compared and processed in a controller (20) and, depending on the result of this comparison, the power supply to the turbine (12) is changed, characterized in that for the regulation of the power (P) in the controller (20) the difference (P _is - P _soll ) between the actual power (P _ist ) and the predetermined power (P _soll ) is used and that the result of the comparison between the actual speed (n _is ) and the predetermined speed (n _soll ) regardless of the Result of the comparison between the actual power (P _ist ) and the given power (P _soll ) is evaluated for changing the power supply to the turbine (12) and that the two results after the evaluation too be merged and further processed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Leistung und Drehzahl einer Turbine, wobei die tatsächliche Leistung und die tatsächliche Drehzahl erfaßt und mit vorgegebenen Werten für Leistung und Drehzahl verglichen und in einem Regler verarbeitet werden und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Energiezufuhr zu der Turbine verändert wird.The The present invention relates to a method of regulating power and speed of a turbine, the actual power and the actual Detected speed and with default values for Performance and speed compared and processed in a controller be and depending on Result of this comparison, the power supply to the turbine is changed.

Schwerpunkt der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren, das die Leistung der Turbine bei einem plötzlichen Lastabfall oder Lastabwurf an die veränderten Betriebsbedingungen anpaßt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für Dampfturbinen einsetzbar.main emphasis In particular, the invention relates to a method which improves the performance of the invention Turbine in a sudden Load drop or load shedding to the changed operating conditions adapts. The inventive method is especially for Steam turbines used.

Ein Verfahren zur Turbinenregelung ist in der Druckschrift Sindelár, Effektive Turbinenregelung, BWK Bd. 51 (1999) Nr. 718, Seiten 41 bis 45 enthalten, bei der eine systematisch bedingte Regelverzögerung bei Lastreduzierung verbessert wird, indem anstelle der bisher verwendeten abgegebenen Leistung des Generators als Regelgröße eine Turbinenleistung verwendet wird, die aus den Größen Druck, Temperatur und Massenstrom der Turbine berechnet wird.One Method of turbine control is in the publication Sindelár, Effective Turbine Control, BWK Vol. 51 (1999) No. 718, pages 41 to 45, in the case of a systematically induced control delay during load reduction is improved by replacing the previously used Power of the generator used as a controlled variable turbine power which is made of the sizes pressure, temperature and mass flow of the turbine is calculated.

Eine grafische Darstellung zum Stand der Technik ist in den 1, 2, 3 und 5A–5D zu erkennen.A graphic representation of the prior art is in the 1 . 2 . 3 and 5A - 5D to recognize.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren weist der Regler einen Drehzahlregler und einen Leistungsregler auf. Zur Regelung wird die Differenz zwischen der vorgegebenen und tatsächlichen Drehzahl beziehungsweise Leistung verwendet. Sobald die tatsächliche Leistung unter einen bestimmten Grenzwert sinkt, wird ein Schalter geöffnet, der die vorgegebene Leistung zu Null setzt. In den Leistungsregler geht dann nur noch der negative Wert der tatsächlichen Leistung ein.at a known such method, the controller has a speed controller and a power regulator. For regulation, the difference between the predetermined and actual Speed or power used. Once the actual Power drops below a certain threshold, becomes a switch open, which sets the default power to zero. In the power controller then only the negative value of the actual performance enters.

Durch das Umschalten wird die Wirkungsweise des Reglers verändert. Weiter können unzulässige Schwingungen entstehen, wenn der Schalter wiederholt geöffnet oder geschlossen wird. Das bekannte Verfahren wird in der Figurenbeschreibung an Hand 3 der vorliegenden Anmeldung näher erläutert.Switching changes the mode of operation of the controller. Furthermore, inadmissible vibrations can occur if the switch is repeatedly opened or closed. The known method is in the figure description on hand 3 explained in detail in the present application.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Regelung für die Leistung und Drehzahl einer Turbine bereitzustellen, bei der insbesondere Schwingungen des Ge samtsystems vermieden und eine rasche Nachführung der Regelgrößen mit verringertem Über- beziehungsweise Unterschwingen erreicht wird.task The present invention is therefore an improved control for the To provide power and speed of a turbine, in particular Avoid vibrations of the overall system and a rapid tracking of the Controlled variables with reduced over- or undershoot is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention this Task by a method according to claim 1 solved.

Im Unterschied zu den bekannten Verfahren wird nicht mehr die Differenz zwischen der vorgegebenen Leistung und der tatsächlichen Leistung, sondern der negative Wert dieser Differenz verwendet. In der Praxis liegt daher eine positive Rückkopplung vor. Mit dieser positiven Rückkopplung kann die Turbine bei einer plötzlichen Verringerung der tatsächlichen Leistung, insbesondere bei einem Lastabwurf, rasch heruntergefahren werden. Die tatsächliche Leistung ist dann deutlich kleiner als die vorgegebene Leistung, so dass sich ein stark negativer Wert als Eingangsgröße der Leistung für den Regler ergibt. Das bisher vorgesehene Wegschalten der vorgegebenen Leistung ist nicht mehr erforderlich. Schwingungen des Gesamtsystems können daher ausgeschlossen werden.in the Difference to the known procedures is no longer the difference between the given power and the actual power, but used the negative value of this difference. In practice lies Therefore, a positive feedback before. With this positive feedback can the turbine at a sudden Reduce the actual Power, especially in a load shedding, quickly shut down become. The actual performance is then significantly smaller than the given power, so that a strong negative value as the input of the power for the controller results. The previously planned switching off the specified power is no longer necessary. Vibrations of the whole system can therefore be excluded.

Das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der vorgegebenen Drehzahl wird unabhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Leistung ausgewertet, und die beiden Ergebnisse werden nach der Auswertung zusammengeführt und weiterverarbeitet. Bei diesem Vorgehen wird die Regelung der Drehzahl unabhängig von der Regelung der Leistung sichergestellt. Es können daher die vorgegebenen Werte für Drehzahl und Leistung optimal eingehalten werden. Eine Wechselwirkung zwischen Leistung und Drehzahl innerhalb des Reglers wird vollständig ausgeschlossen.The Result of the comparison between the actual speed and the given one Speed becomes independent from the result of the comparison between the actual Performance evaluated, and the two results will be after the evaluation together and further processed. In this approach, the regulation of Speed independent ensured by the regulation of performance. It can therefore the default values for Speed and performance are optimally maintained. An interaction between power and speed within the controller is completely excluded.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.advantageous Embodiments and developments of the invention will be apparent from the dependent claims.

Vorteilhaft wird die vorgegebene Leistung auch bei einem Absinken der tatsächlichen Leistung unter einen vorgebbaren Grenzwert berücksichtigt. Durch dieses Vorgehen wird ein Wegschalten der vorgegebenen Leistung vollständig ausgeschlossen. Die Schwingungsneigung des Gesamtsystems kann verringert werden. Auf Grund dieser Verringerung werden sich mechanisch bewegende Stellelemente deutlich weniger belastet. Die bisher erforderliche Nachoptimierung des Reglers bei der Inbetriebnahme kann ebenfalls entfallen. Der Verzicht auf den Schalter ermöglicht auch finanzielle Einsparungen.Advantageous the default power will be even with a decrease in the actual Performance below a predefinable limit considered. By doing so switching off the given power is completely excluded. The Vibration tendency of the entire system can be reduced. On Due to this reduction, mechanically moving control elements become apparent less burdened. The previously required post-optimization of the controller during commissioning can also be omitted. The waiver allows the switch also financial savings.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird auf das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der vorgegebenen Drehzahl ein phasenanhebendes Element aufgeschaltet. Dieses phasenanhebende Glied verbessert das dynamische Regelverhalten und verringert die Schwingungsneigung.In advantageous embodiment is based on the result of the comparison between the actual speed and the predetermined speed switched on a phase-raising element. This phase-raising member improves the dynamic control behavior and reduces the tendency to oscillate.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der vorgegebenen Drehzahl über einen vorgebbaren Zeitraum aufintegriert. Durch die Integration werden Genauigkeit und Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Regelung verbessert.According to an advantageous development the result of the comparison between the actual speed and the predetermined speed is integrated over a predefinable period. The integration improves the accuracy and speed of the control according to the invention.

In vorteilhafter Weiterbildung ist zur Regelung der tatsächlichen Leistung ein eigener Teilregelkreis vorgesehen. Dieser Teilregelkreis dient zur Regelung der Leistung im normalen Betrieb, während das erfindungsgemäße Verfahren bei Störfällen, insbesondere einem Lastabwurf, eingesetzt wird.In Advantageous development is to control the actual Power provided its own sub-loop. This partial loop is used to regulate the power in normal operation while the inventive method in case of incidents, in particular a load shedding, is used.

Vorteilhaft wird zur Verringerung des Rechenaufwands für die Einstellung des Drehzahlreglers und des Leistungsreglers mindestens ein Arbeitspunkt vorgegeben und in einem Bereich um diesen Arbeitspunkt eine Linearisierung der Regelstrecke vorgenommen. Das Modell der Regelstrecke ist in vielen Fällen nichtlinear, so dass bei einer für jeden Betriebszustand gültigen Regelung ein hoher Rechenaufwand entsteht. Dieser Rechenaufwand läßt sich durch das Auswählen mehrerer aussagekräftiger Arbeitspunkte und eine Linearisierung um jeden Arbeitspunkt wesentlich verringern. Die Anzahl der vorgegebenen Arbeitspunkte wird in Abhängigkeit von den Umständen festgelegt.Advantageous is used to reduce the computational effort for setting the speed controller and the power controller specified at least one operating point and in a region around this operating point a linearization made the controlled system. The model of the controlled system is in many cases nonlinear, so at a for every operating state valid Control a high computational effort arises. This computational effort let yourself by selecting several more meaningful Working points and a linearization around each operating point essential reduce. The number of specified operating points depends on the circumstances established.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei zeigt:below the invention will be described in more detail with reference to an exemplary embodiment, which are shown schematically in the drawing. there shows:

1 eine schematische Darstellung einer Energieerzeugungsanlage mit einem Dampferzeuger, einer Turbine und einem Generator, 1 a schematic representation of a power plant with a steam generator, a turbine and a generator,

2 eine schematische Darstellung der Regelkreise für die Drehzahl und die Leistung, 2 a schematic representation of the control circuits for the speed and the power,

3 einen Regler gemäß dem Stand der Technik, 3 a controller according to the prior art,

4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reglers, 4 an embodiment of a controller according to the invention,

5A bis 5D das Verhalten des Frischdampf-Stellventils, das Ausgangssignal des Reglers, die relative Abweichung der Turbinendrehzahl sowie das Turbinendrehmoment bei dem Regler gemäß dem Stand der Technik wie in 3, und 5A to 5D the behavior of the main steam control valve, the output signal of the controller, the relative deviation of the turbine speed and the turbine torque in the controller according to the prior art as in 3 , and

6A bis 6D eine Darstellung derselben Parameter bei dem erfindungsgemäßen Regler gemäß 4. 6A to 6D a representation of the same parameters in the controller according to the invention according to 4 ,

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Energieerzeugungsanlage mit einem Dampferzeuger 10, einer Turbine 12 und einem Generator 15. Dem Dampferzeuger 10 wird gemäß Pfeil 19 Brennstoff zugeführt. Aus dem Dampferzeuger 10 tritt ein Massenstrom m von Heißdampf mit einer Enthalpie h aus, der durch ein Ventil 11 zu der Turbine 12 strömt. Er versetzt die Turbine 12 und ihre mit dem Generator 15 verbundene Welle 13 in eine Drehbewegung gemäß Pfeil 14. Aus der Turbine 12 austretender Dampf wird in einem Kondensator 17 kondensiert und über eine Pumpe 18 wieder dem Dampferzeuger 10 zugeführt. 1 shows a schematic representation of a power plant with a steam generator 10 , a turbine 12 and a generator 15 , The steam generator 10 is according to arrow 19 Fuel supplied. From the steam generator 10 occurs a mass flow m of hot steam with an enthalpy h, which passes through a valve 11 to the turbine 12 flows. He puts the turbine 12 and her with the generator 15 connected wave 13 in a rotary motion according to arrow 14 , From the turbine 12 exiting steam is in a condenser 17 condensed and via a pump 18 back to the steam generator 10 fed.

Die tatsächliche Drehzahl n_ist der Turbine 12 und der Welle 13 wird zwischen der Turbine 12 und dem Generator 15 an der Welle 13 abgegriffen. Hinter dem Generator 15 wird die tatsächliche Leistung P_ist abgegriffen. Alternativ kann auch die tatsächliche Drehzahl n_ist hinter dem Generator 15 abgegriffen werden. Um eine Verbindung zwischen dem Generator 15 und ei nem Stromnetz 16 herzustellen, ist ein Schalter 36 vorgesehen.The actual speed n _is the turbine 12 and the wave 13 is between the turbine 12 and the generator 15 on the shaft 13 tapped. Behind the generator 15 the actual power P _is tapped. Alternatively, the actual speed n _is behind the generator 15 be tapped. To connect between the generator 15 and a power grid 16 is a switch 36 intended.

Drehzahl n und Leistung P müssen in Abhängigkeit von den vorliegenden Betriebsbedingungen geregelt werden. Es ist daher ein Regler 20 vorgesehen, dem die tatsächliche Drehzahl n_ist und die tatsächliche Leistung P_ist sowie entsprechende vorgebbare Werte n_soll und P_soll zugeführt werden. In Abhängigkeit von n_ist, n_soll sowie P_ist, P_soll erzeugt der Regler 20 ein Stellsignal 25, mit dem die Stellung des Ventils 11 gezielt verändert und damit die Energiezufuhr zu der Turbine 12 beeinflusst werden kann.Speed n and power P must be controlled depending on the operating conditions. It is therefore a regulator 20 provided, to which the actual rotational speed _n and the actual power _P n and _to and corresponding predetermined values P _to be fed. _Is a function of n, n _to P and _is, _to the controller generates P 20 a control signal 25 , with which the position of the valve 11 deliberately changed and thus the energy supply to the turbine 12 can be influenced.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Regelkreises 37 mit dem Regler 20 und der Regelstrecke mit den zwei Blöcken 21, 22 für die Drehzahl n und die Leistung P. Der Regler 20 umfaßt einen Drehzahlregler 23 sowie einen Leistungsregler 24, dem die vorgegebenen Werte n_soll, P_soll für Drehzahl und Leistung zugeführt werden. Das Stellsignal 25 wird dem Block 21 zugeführt, der den Dampferzeuger 10 sowie die Turbine 12 umfaßt. Der Block 21 erzeugt ein Ausgangssignal 26, das die tatsächliche Drehzahl n_ist sowie das herrschende Drehmoment M beziehungsweise die tatsächliche Leistung P_ist umfaßt. Dieses Ausgangssignal 26 wird dem Block 22 zugeführt, der die charakteristischen Parameter des Generators 15 und des Stromnetzes 16 enthält. Der Block 22 gibt anschließend als Ausgangssignale die tatsächlichen Werte n_ist, P_ist für Drehzahl und Leistung aus. Diese Werte werden negattiv wieder an den Eingang zurückgeführt und ergeben so den geschlossenen Regelkreis 37. 2 shows a schematic representation of a control loop 37 with the regulator 20 and the controlled system with the two blocks 21 . 22 for the speed n and the power P. The controller 20 includes a speed controller 23 as well as a power regulator 24 , to which the given values are _intended , P _{soll should be} supplied for speed and power. The control signal 25 gets the block 21 fed to the steam generator 10 as well as the turbine 12 includes. The block 21 generates an output signal 26 Which _is the actual rotation speed n and the prevailing torque M or the actual power P _is includes. This output signal 26 gets the block 22 supplied, the characteristic parameters of the generator 15 and the power grid 16 contains. The block 22 then gives as output the actual values n _is , P _is for speed and power off. These values are negatively fed back to the input and thus give the closed loop 37 ,

3 zeigt eine schematische Darstellung des bekannten Reglers 100 gemäß dem Stand der Technik. Bei der Auslegung dieses Reglers 100 ist zur Verringerung des Rechenaufwands eine Linearisierung der Regelstrecke (Blöcke 21, 22 in 2) um mehrere Arbeitspunkte vorgenommen worden. Es werden daher nicht mehr die gemessenen beziehungsweise errechneten Werte verwendet, sondern nur noch die Abweichungen gegenüber den für den Arbeitspunkt festgelegten Werten. Die Regelgrößen n, P sind daher in 3 mit dem Zusatz „Δ" versehen worden. Diese Linearisierung ist auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen. Entsprechend wird der Zusatz „Δ" auch in der 4 verwendet. 3 shows a schematic representation of the known regulator 100 according to the prior art. When designing this controller 100 is to reduce the computational effort a linearization of the controlled system (blocks 21 . 22 in 2 ) have been made around several operating points. It will therefore no longer be the measured relationship calculated values, but only the deviations from the values specified for the operating point. The controlled variables n, P are therefore in 3 This addition is also provided in the method according to the invention 4 used.

Der bekannte Regler 100 weist ebenfalls einen Drehzahlregler 23 und einen Leistungsregler 24 auf. Im Drehzahlregler 23 wird die Abweichung von der vorgegebenen Drehzahl Δn_soll mit der Abweichung von der tatsächlichen Drehzahl Δn_ist verglichen, insbesondere die Differenz Δn_soll – Δn_ist gebildet. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird über einen Verstärker 28 mit der Konstanten K₁ und eine Begrenzung 30 einer Zusammenführung 31 zugeführt. Es wird weiter über einen weiteren Verstärker 28 mit einer Konstanten K₂ dem Leistungsregler 24 in einer Verknüpfung 27 zugeführt.The well-known regulator 100 also has a speed controller 23 and a power regulator 24 on. In the speed controller 23 is the deviation from the predetermined speed .DELTA.n _soll with the deviation from the actual speed .DELTA.n _is compared, in particular the difference .DELTA.n _soll - .DELTA.n _is formed. The result of this comparison is via an amplifier 28 with the constant K ₁ and a limit 30 a merge 31 fed. It will continue through another amplifier 28 with a constant K ₂ the power controller 24 in a link 27 fed.

Der Leistungsregler 24 nimmt einen Vergleich zwischen den Abweichungen der vorgegebenen Leistung ΔP_soll und der tatsächlichen Leistung ΔP_ist vor. Auch hier wird die Differenz ΔP_soll – ΔP_ist gebildet. Zur Erhöhung der Leistung ist weiter eine direkte Abzweigung von dem Signal ΔP_soll vorgesehen, die über eine Verstärkung 28 mit der Konstanten K ebenfalls der Zusammenführung 31 zugeführt wird.The power controller 24 takes a comparison between the deviations of the given power ΔP _soll and the actual power ΔP _is present. Again, the difference ΔP _soll - ΔP _is formed. To increase the power is further provided a direct branch of the signal ΔP _soll , which has a gain 28 with the constant K also the merge 31 is supplied.

Die Eingangsgröße ΔP_soll wird über einen Schalter 34 zugeführt. Sobald die tatsächliche Leistung P_ist einen vorgebbaren Grenzwert P_{soll GW} unterschreitet, wird der Schalter 34 geöffnet. Sobald der Schalter 34 geöffnet ist, wird das Signal ΔP_soll zu Null geschaltet, so dass sich insgesamt kein Signal ergibt. Das Ergebnis des Vergleichs wird entsprechend zu -ΔP_ist. Das Abschalten der Verstärkung 28 zusammen mit dem negativen Ergebnis des Vergleichs führt zu dem erforderlichen Leistungsabfall der Turbine 12.The input value ΔP _soll is via a switch 34 fed. As soon as the actual power P _is below a predefinable limit P _{soll GW} , the switch becomes 34 open. As soon as the switch 34 is opened, the signal ΔP _soll is switched to zero, so that there is no signal overall. The result of the comparison _is according to -ΔP. Switching off the gain 28 together with the negative result of the comparison leads to the required power loss of the turbine 12 ,

Das von der Verknüpfung 27 ausgehende Signal wird in einen Integrator 29 mit der Integrationskonstanten T_I integriert und anschließend über eine weitere Begrenzung 30 der Zusammenführung 31 zugeführt.That from the link 27 outgoing signal becomes an integrator 29 integrated with the integration constant T _I and then over a further limitation 30 the merge 31 fed.

In der Zusammenführung 31 werden die einzelnen Signale addiert, durchlaufen eine weitere Begrenzung 32 und ergeben schließlich das Ausgangssignal 25.In the merge 31 If the individual signals are added, they undergo another limitation 32 and finally give the output signal 25 ,

Durch das Öffnen des Schalters 34 wird somit das Signal ΔP_soll für den Leistungsregler 24 abgeschaltet. Wird der Schalter 34 wiederholt geöffnet beziehungsweise geschlossen, kann der gesamte Regelkreis 37 in Schwingungen geraten. Weiter liegt ein drastischer Eingriff in die Struktur des Leistungsreglers 24 vor.By opening the switch 34 Thus, the signal ΔP _soll for the power controller 24 off. Will the switch 34 repeatedly opened or closed, the entire control loop 37 get into vibration. Next is a drastic interference with the structure of the power controller 24 in front.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reglers 20. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird hinsichtlich einer Erläuterung der mit dem Regler 100 gemäß 3 übereinstimmenden Bauteile und Elemente auf obige Ausführungen verwiesen.The 4 shows an embodiment of a controller according to the invention 20 , To avoid unnecessary repetition, the explanation will be with the regulator 100 according to 3 matching components and elements referred to the above statements.

Bei dem erfindungsgemäßen Regler 20 wird für die Regelung der Leistung die Differenz P_ist – P_soll beziehungsweise ΔP_ist – ΔP_soll verwendet. Es liegt daher eine positive Rückkopplung vor. Sobald die tatsächliche Leistung stark abfällt, beispielsweise durch einen Lastabwurf, ergibt sich ein stark negativer Wert. Dieser negative Wert verändert die Energiezufuhr zu der Turbine 12. Drehmoment und Drehzahl der Turbine 12 können dann rasch an die stark verringerte tatsächliche Leistung P_ist angepaßt werden. Dieses Verfahren ist sowohl bei einem Lastabwurf von 100% der maximalen Leistung auf beispielsweise 70%, also oberhalb des Grenzwerts P_{soll GW}, als auch bei einem Lastabwurf unter diesen Grenzwerts P_{soll GW}, bespielsweise auf 10%, einsetzbar.In the controller according to the invention 20 is used for controlling the power of the difference _P - P _set respectively .DELTA.P _is - .DELTA.P _{is to be} used. There is therefore a positive feedback. As soon as the actual power drops sharply, for example due to a load shedding, this results in a strongly negative value. This negative value changes the energy supply to the turbine 12 , Torque and speed of the turbine 12 can then quickly to the much reduced effective power P _is to be adapted. This method can be used both with a load shedding of 100% of the maximum power to, for example, 70%, ie above the limit value P _{soll GW} , and with a load shedding below this limit value P _{soll GW} , for example, to 10%.

Auf den bei dem bekannten Regler 100 vorgesehenen Schalter 34 kann vollständig verzichtet werden. Es wird daher der vorgegebene Wert P_soll beziehungsweise ΔP_soll der Leistung auch dann berücksichtigt, wenn die tatsächliche Leistung P_ist unter den beim Stand der Technik vorgegebenen Grenzwert P_{soll GW} absinkt. Durch den vollständigen Entfall des Schalters 34 werden unzulässige Schwingungen des Reglers 20, die durch das Öffnen und Schließen hervorgerufen werden, vermieden. Im gesamten Leistungsbereich sowohl bei Verbindung mit dem Stromnetz 16 als auch bei einem vollständigen Lastabwurf treten deutlich weniger Über- oder Nachschwingungen der tatsächlichen Leistung P_ist auf.On the at the known controller 100 provided switch 34 can be completely dispensed with. Therefore, the predetermined value P _soll or ΔP _{soll of} the power is also taken into account if the actual power P _ist drops below the limit value P setpoint _GW preset in the prior art. By the complete omission of the switch 34 become inadmissible vibrations of the regulator 20 , which are caused by the opening and closing avoided. In the entire power range both when connected to the mains 16 as well as in a complete load shedding occur significantly less over or ringing of the actual power P _is on.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird auf das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl n_ist beziehungsweise Δn_ist und der vorgegebenen Drehzahl n_soll beziehungsweise Δn_soll ein phasenanhebendes Element 35 aufgeschaltet, das das dynamische Regelverhalten verbessert.In the embodiment according to 4 _n is the result of the comparison between the actual rotational speed or the predetermined speed _is .DELTA.n and n _should or _should .DELTA.n a phasenanhebendes element 35 connected, which improves the dynamic control behavior.

Beim Regler 20 gemäß 4 wird das Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Drehzahl n_ist, Δn_ist und der vorge gebenen Drehzahl n_soll, Δn_soll unabhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der tatsächlichen Leistung P_ist und der vorgegebenen Leistung P_soll ausgewertet und erst im Anschluß in der Zusammenführung 31 zusammengefaßt und danach gemeinsam weiterverarbeitet. Durch diese Maßnahmen und die Verwendung eines PI-Reglers für den Drehzahlregler 23 kann die Genauigkeit der Regelung wesentlich verbessert werden.At the regulator 20 according to 4 is the result of the comparison between the actual speed _n _is .DELTA.n and the pre-given speed n _soll, .DELTA.n _should _be independent of the result of the comparison between the actual power P and the predetermined power P _{is to} be evaluated and only in the terminal in the combination of 31 summarized and then further processed together. Through these measures and the use of a PI controller for the speed controller 23 the accuracy of the control can be significantly improved.

Die 5 und 6 zeigen einen Vergleich des Regelverhaltens zwischen dem Regler 100 nach dem Stand der Technik gemäß 3 und dem erfindungsgemäßen Regler 20 gemäß 4. In den 5A und 6A ist das Verhalten des Frischdampf-Stellventils 11 dargestellt, das die Dampfzufuhr zu der Turbine 12 regelt. Aus einem Vergleich der beiden Figuren geht klar hervor, dass bei dem bekannten Regler 100 eine wesentlich größere Bewegung des Frischdampf-Stellventils erforderlich ist. Weiter wird sehr viel mehr Zeit bis zum Einschwingen auf die neue Position benötigt.The 5 and 6 show a comparison of the control behavior between the controller 100 to According to the prior art 3 and the controller according to the invention 20 according to 4 , In the 5A and 6A is the behavior of the live steam control valve 11 shown that the steam supply to the turbine 12 regulates. From a comparison of the two figures it is clear that in the known controller 100 a much larger movement of the live steam control valve is required. Furthermore, much more time is needed to settle on the new position.

In 5B und 6B ist das Ausgangssignal 25 der Regler 20. 100 dargestellt. Es ergibt sich eindeutig, dass bei dem bekannten Regler 100 ein deutliches Nachschwingen auftritt. Bei dem erfindungsgemäßen Regler 20 tritt demgegenüber ein rapider Abfall auf die untere Begrenzung, gefolgt von einem wenig später einsetzenden, geradlinigen Anstieg auf ein neues, gleichmäßig verlaufenden Ausgangssignal 25. Ein Nachschwingen tritt nicht auf.In 5B and 6B is the output signal 25 the regulator 20 , 100 shown. It is clear that in the known controller 100 a significant ringing occurs. In the controller according to the invention 20 In contrast, a rapid drop to the lower limit, followed by a slightly later onset, rectilinear increase to a new, smooth running output signal 25 , A ringing does not occur.

In den 5C und 6C ist die relative Abweichung der Drehzahl n_ist der Turbine 12 dargestellt. Der bekannte Regler 100 weist auch nach einer Zeit von 25 Sekunden noch eine bleibende Drehzahlabweichung auf. Demgegenüber liegt bei dem erfindungsgemäßen Regler 20 bereits nach etwa 20 Sekunden nur noch eine minimale Drehzahlabweichung vor, die im weiteren Verlauf ausgeregelt wird. Grund hierfür ist, dass bei diesem Regler 20 die Verknüpfung 27 zwischen Drehzahl und Leistung nicht mehr vorgesehen ist.In the 5C and 6C is the relative deviation of the speed n _is the turbine 12 shown. The well-known regulator 100 even after a time of 25 seconds still has a permanent speed deviation. In contrast, lies in the controller according to the invention 20 After only about 20 seconds, only a minimum speed deviation prevails, which is compensated in the further course. Reason for this is that with this controller 20 The link 27 between speed and power is no longer provided.

Die 5D und 6D zeigen den Verlauf des Drehmoments M der Turbine 12. Bei beiden Reglern 20, 100 wird rasch der gewünschte Abfall bei einem Lastabwurf erreicht. Bei dem bekannten Regler 100 liegt allerdings deutlich erkennbar ein Nachschwingen vor. Dieses Nachschwingen tritt bei dem erfindungsgemäßen Regler 20 nicht mehr auf.The 5D and 6D show the course of the torque M of the turbine 12 , With both controllers 20 . 100 the desired waste is quickly reached during load shedding. In the known controller 100 However, there is clearly recognizable a ringing. This ringing occurs in the controller according to the invention 20 not on anymore.

Insgesamt ergibt sich ein wesentlich verbessertes Regelverhalten, das unzulässige Schwingungen vermeidet und die Konstruktion vereinfacht. Weiter wird eine rasche Nachführung der Regelgrößen mit deutlich verringertem Über- und Unterschwingen erreicht.All in all results in a significantly improved control behavior, the inadmissible vibrations avoids and simplifies the construction. Next is a quick tracking the controlled variables with significantly reduced and undershoots achieved.

Claims

Method for regulating the power (P) and speed (n) of a turbine ( 12 ), wherein the actual power (P _ist ) and the actual speed (n _ist ) are detected and compared with predetermined values for power (P _soll ) and speed (n _soll ) and in a controller ( 20 ) and, depending on the result of this comparison, the energy supply to the turbine ( 12 ), characterized in that for the regulation of the power (P) in the controller ( 20 ) the difference (P _is - P _soll ) between the actual power (P _ist ) and the predetermined power (P _soll ) is used and that the result of the comparison between the actual speed (n _is ) and the predetermined speed (n _soll ) independent of the result of the comparison between the actual power (P _ist ) and the predetermined power (P _soll ) for changing the power supply to the turbine ( 12 ) and that the two results are combined and further processed after the evaluation.

Method according to Claim 1, characterized in that the predetermined power (P _soll ) is also taken into account when the actual power (P _ist ) drops below a predefinable limit value (P setpoint _GW ).

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the result of the comparison between the actual rotational speed (n _ist ) and the predetermined rotational speed (n _soll ) is a phase-raising element ( 35 ) is switched on.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the result of the comparison between the actual speed (n _is ) and the predetermined speed (n _soll ) with a predetermined speed (1 / T _I ) is integrated.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that to reduce the computational effort for the setting of the speed controller ( 23 ) and the power controller ( 24 ) predetermined at least one operating point and in a range around this operating point a linearization is made.