FR2977916A1 - Procede de commande d'une centrale electrique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande du cycle thermodynamique d'une centrale thermique de production électrique, comprenant les étapes suivantes : - détecter (S1) un besoin de surplus temporaire en puissance électrique ; - en réponse à cette détection, des moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de dégagement de puissance (S2) dans laquelle les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire diminuent le débit pour augmenter la production électrique, un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire étant géré de sorte qu'il reste au-dessus d'un niveau bas, - la phase de dégagement de puissance (S2) est suivie d'une phase de reconstitution (S3, S5) dans laquelle le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire est reconstitué à un niveau supérieur à un niveau seuil par la commande des moyens de régulation.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
L'invention concerne un procédé de commande de centrale thermique à flamme pour la génération d'électricité à partir de combustible.
L'invention concerne plus précisément un procédé de commande d'une telle centrale permettant un dégagement de puissance électrique en réponse à un besoin temporaire en puissance électrique, par la commande de moyens de régulation d'un débit d'extraction d'un fluide de travail vers une bâche alimentaire tout en gérant le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire.
L'invention pourra s'appliquer par exemple à une centrale thermique à charbon. CONTEXTE DE L'INVENTION
Une centrale thermique permet de produire de l'électricité à partir d'une source de chaleur alimentée en combustible. Une telle centrale comporte en 20 général au moins une source de chaleur pour fournir en énergie thermique un circuit de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine mécaniquement reliée à un alternateur, - une bâche alimentaire pour alimenter la source de chaleur en fluide de travail et 25 - des moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire.
A des fins d'illustration non limitatives, l'invention sera présentée dans le cadre d'une centrale à charbon à circulation forcée dont la Figure 1 présente une 30 illustration schématique, avec de l'eau pour fluide de travail.
La source de chaleur 1 est donc principalement constituée par une chaudière 1 où des brûleurs 2 brûlent un combustible, en l'occurrence du charbon broyé issu 115 du broyage par un broyeur 3 de charbon, mélangé à de l'air. L'alimentation en charbon est commandée au moyen d'un actionneur 4 d'alimentation en charbon, généralement sous la forme d'un tapis convoyeur d'alimentation en combustible. Les brûleurs 2 chauffent des tubes chaudières 5 du circuit 6 de fluide de travail.
L'eau est pompée par une pompe d'alimentation 7 dans une bâche alimentaire ADG pour alimenter des réchauffeurs haute pression AHP. Elle est ensuite de nouveau réchauffée dans un économiseur 8 par récupération de la chaleur des fumées. Puis elle attaque les tubes chaudière 5 par le bas, tubes dans lesquels elle se vaporise sous l'effet de la combustion du charbon pulvérisé.
Au niveau d'un séparateur 9, une bonne partie des gouttelettes d'eau résiduelles sont captées. La vapeur est ensuite surchauffée dans des surchauffeurs 10 avant de pénétrer dans le corps d'une turbine haute pression 11, dont l'admission de vapeur est réglée par une vanne d'admission SR, également appelée soupape réglante.
La vapeur détendue en sortie de la turbine haute pression 11 est resurchauffée dans des resurchauffeurs 12 et envoyée à une turbine basse pression 13. En sortie de la turbine basse pression 13, la vapeur est condensée dans un condenseur 14. La turbine haute pression 11 et la turbine basse pression 13 sont mécaniquement reliées à un alternateur 15 pour produire de l'électricité. Un soutirage 17 depuis la turbine basse pression 13 vers les réchauffeurs basse pression ABP et un soutirage 18 depuis la turbine haute pression 11 vers les réchauffeurs haute pression AHP permettent un contrôle des pressions de vapeur dans le circuit 6 de fluide de travail.
Une pompe d'extraction 16 permet d'alimenter les réchauffeurs basse pression ABP et la bâche alimentaire ADG avec le fluide de travail issu du condenseur 14, en l'occurrence l'eau.
Le débit d'extraction du fluide de travail, c'est-à-dire de l'eau, vers la bâche alimentaire ADG est régulé grâce à des moyens de régulation du débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG. Ces moyens de régulation prennent généralement la forme d'une vanne 20 intercalée entre la pompe d'extraction 16 et la bâche alimentaire ADG
Le fonctionnement d'une telle centrale est principalement commandé par des consignes envoyées à différents actionneurs : - une consigne réfQc de débit charbon injecté dans le broyeur 3 pour commander l'actionneur 4, - une consigne réfOHP d'ouverture des vannes SR d'admission alimentant la turbine haute pression 11, - une consigne réfQea de débit d'eau alimentaire pour commander la pompe d'alimentation 7.
Les grandeurs importantes du procédé à régler via ces actionneurs sont : - la puissance électrique brute Peb (fourniture de la base et de services système), mesurée en sortie de l'alternateur 15, - la pression de vapeur surchauffée Ps (grandeur chaudière importante), mesurée en amont des vannes d'admission SR, - la température de vapeur surchauffée basse température TSBT (grandeur chaudière importante), mesurée au niveau des surchauffeurs 10. Les principales perturbations à prendre en compte sont : - la consigne réflb d'inclinaison des brûleurs 2, - la consigne réfQis d'injection de débit de désurchauffe de surchauffe.
Une centrale dispose en général de moyens de commande permettant de piloter son fonctionnement pour un suivi de consigne de production électrique au moyen des consignes d'actionneurs précédemment cités. En général, la production électrique se fait avec une consigne totale puissance électrique brute réfPeb, qui est inférieure à la puissance électrique brute maximale théorique de la centrale électrique Pcn.
En effet, afin de pouvoir répondre à des variations de demande en puissance électrique, il est habituel de conserver des réserves de production de puissance pour répondre aux variations de la demande d'électricité. Ainsi, la consigne totale de puissance électrique brute réfPeb se décompose généralement en un point de consigne de puissance électrique brute P0, un réglage primaire K.Of toujours inférieur à une réserve primaire RP et un réglage secondaire N.Pr toujours inférieur à une réserve secondaire RS.
En fonctionnement normal, le point de consigne PO de puissance électrique brute est calculé par PO = Pcn - RP - RS, et réfPeb = PO + K.Of + N.Pr de tel sorte que si K.Of et N.Pr sont à leur maximum, la centrale a une consigne totale de puissance électrique brute réfPeb égale à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn de la centrale électrique.
Par conséquent, la centrale fonctionne de façon habituelle en-deçà de sa capacité de puissance électrique brute maximale théorique Pcn de la centrale électrique, ce qui n'exploite pas pleinement la capacité de la centrale.
Un objectif de l'invention est donc de proposer un procédé de commande de centrale thermique permettant de faire travailler une centrale électrique à un point de fonctionnement plus élevé.
Plus précisément encore, l'invention proposée permet d'augmenter le point de consigne PO de puissance électrique brute de façon permanente, par une prise en charge adaptée de transitoires de puissance courts au-delà de la puissance électrique brute maximale théorique Pcn de la centrale électrique.
PRESENTATION DE L'INVENTION A cet effet, on propose selon un premier aspect un procédé de commande du cycle thermodynamique d'une centrale thermique de production électrique, ladite centrale comportant au moins une source de chaleur 1 pour fournir en30 énergie thermique un circuit 6 de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine 11, 13 mécaniquement reliée à un alternateur 15, - une bâche alimentaire ADG pour alimenter la source chaude 1 en fluide de travail et - des moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes: - détecter un besoin de surplus temporaire en puissance électrique ; - en réponse à cette détection, des moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de dégagement de puissance dans laquelle les moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG diminuent le débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG pour augmenter la production électrique, un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG étant géré de sorte qu'il reste au-dessus d'un niveau bas, - la phase de dégagement de puissance est suivie d'une phase de reconstitution dans laquelle le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est reconstitué à un niveau supérieur à un niveau seuil par la commande des moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG.
L'invention selon le premier aspect est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : pendant la phase de dégagement de puissance, les moyens de régulation du débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont commandés au moyen d'une consigne de suivi de puissance électrique ; - lorsque les moyens de commande du cycle thermodynamique sont dans une phase de dégagement de puissance, à l'expiration du besoin d'un surplus temporaire en puissance électrique, les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de suivi, dans laquelle les moyens de régulation 20 d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire sont commandés au moyen d'une commande de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG ; pendant une phase de reconstitution de suivi, un supplément de commande est appliqué à une régulation multivariable de la chaudière 1 et de la turbine 11 afin d'assurer un suivi de consigne de puissance électrique ; la consigne de niveau au moyen duquel les moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont commandés est : - dans une première partie de la phase de reconstitution de suivi, un niveau de seuil de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG, et - dans une seconde partie de la phase de reconstitution de suivi, un niveau en rampe partant depuis le niveau de seuil jusqu'à un niveau nominal ; en réponse au fait qu'un niveau bas est atteint par le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG dans une phase de dégagement de puissance, les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de repli dans laquelle les moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont commandés au moyen d'une commande de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG; pendant une phase de reconstitution de repli, ladite consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est un niveau de fluide de travail avant la phase de dégagement de puissance ;
Selon un second aspect, l'invention propose un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l'invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un système de commande du cycle thermodynamique d'une centrale thermique de production électrique, ladite centrale comportant au moins une source de chaleur 1 pour fournir en énergie thermique un circuit 6 de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine 11, 13 mécaniquement reliée à un alternateur 15, - une bâche alimentaire ADG pour alimenter la source de chaleur 1 en fluide de travail et - des moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG, ledit système de commande comprenant : des moyens de commande des moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG, un dispositif de régulation multivariable coordonnée de la source de chaleur et de la turbine, caractérisé en ce que les moyens de commande des moyens 20 de régulation du débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont adaptés pour prendre en compte une consigne de puissance électrique et une consigne de niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG pour commander les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG.
De préférence, le système de commande est configuré pour mettre en oeuvre le procédé de commande selon le premier aspect de l'invention.
Selon un quatrième aspect, l'invention propose une centrale thermique à flamme comportant au moins une source de chaleur 1 pour fournir en énergie thermique un circuit 6 de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine 11, 13 mécaniquement reliée à un alternateur 15, - une bâche alimentaire ADG pour alimenter la source de chaleur en fluide de travail et - des moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire, ladite centrale comportant en outre un système de commande selon le troisième aspect de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit. L'invention sera aussi mieux comprise en référence à cette description considérée conjointement avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1, déjà commentée, est un schéma synthétique d'une centrale thermique à charbon dans laquelle l'invention est destinée à être mise en oeuvre ; - la figure 2 est un schéma du procédé de commande selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma illustrant le principe d'un système de commande pour mettre en oeuvre le procédé de commande.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
L'invention consiste à commander des moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG pour obtenir un dégagement de puissance augmentant la production électrique en réponse à un besoin de surplus temporaire en puissance électrique, tout en procurant une gestion maîtrisée du niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG, permettant notamment la reconstitution du niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG à la suite du dégagement de puissance.
Dans la description suivante, les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire sont constitués par au moins des vannes 20 d'alimentation des surchauffeurs basse pression ABP. Ces vannes 20 d'alimentation sont situées dans le circuit de fluide de travail en aval de la pompe d'extraction 16 et en amont des réchauffeurs basse pression ABP, ceux-ci communiquant avec la bâche alimentaire ADG. Par conséquent, ces vannes d'alimentation 20 régulent le débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG.
La fermeture des vannes 20 engendre une diminution du débit d'extraction vers la bâche alimentaire ADG depuis le condenseur 14. L'équilibre thermodynamique dans les réchauffeurs basse pression ABP s'en trouve modifié, entraînant une augmentation de la pression de vapeur dans lesdits réchauffeurs basse pression ABP. Par conséquent, le débit de vapeur soutirée à la turbine basse pression 13 par le soutirage 17 diminue. Cette diminution entraîne une augmentation du débit de vapeur turbiné dans la turbine basse pression 13, et donc une augmentation de la puissance électrique brute produite Peb.
Le dégagement de puissance ainsi obtenu peut être utilisé pour modifier les consignes de puissance électrique de la centrale. Le point de consigne PO de puissance électrique brute peut être augmenté de façon permanente, en fonction de la réserve d'énergie de la bâche alimentaire ADG qui pourra être utilisée. L'augmentation permanente du point de consigne PO de puissance électrique brute dépend donc de la durée et de la puissance du dégagement de puissance obtenu par l'utilisation de la réserve d'énergie constituée par le volume de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG.
Dès lors, la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute peut être supérieure à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn de la centrale.
L'énergie maximale E ainsi dégagée de la bâche alimentaire ADG peut être estimée par un bilan thermodynamique des conditions thermiques sur le fluide de travail. Ce bilan thermodynamique résulte du fluide de travail retenu dans le condenseur 14 par la fermeture des vannes d'alimentation 20 lors de la phase de dégagement de puissance, au lieu d'être transféré vers la bâche alimentaire ADG. On obtient alors la relation suivante : E = OM.[(HADG- HCEX) - (SCEX - SADG).(TCEX - TADG)], Ou OM est la masse de fluide de travail retenue dans le condenseur 14 au lieu d'être transférée vers la bâche alimentaire ADG, HADG et HcEx désignent l'enthalpie respectivement de la bâche alimentaire ADG et du condenseur 14, SCEX et SADG désignent l'entropie respectivement du condenseur 14 et de la bâche alimentaire ADG, et TCEX - TADG désignent la température respectivement dans le condenseur 14 et dans la bâche alimentaire ADG.
S'agissant d'une énergie maximale, notamment sans prise en compte des pertes de rendement, l'énergie prise en compte pour la détermination de l'augmentation du point de consigne PO de puissance électrique brute est nécessairement inférieure à cette énergie maximale.
Les autres effets de la fermeture des vannes d'alimentation 20 sont d'une part une augmentation d'un niveau Ncex de fluide de travail dans le condenseur 14, et d'autre part une baisse d'un niveau NADG de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG.
Ainsi, lors d'un tel dégagement de puissance obtenu au moyen de la fermeture des vannes d'alimentation 20, il est nécessaire de : - régler la puissance électrique produite en coordonnant les actionneurs classiques au moyen des consignes précédemment citées réfQc, réfOHP et réfQea, avec les moyens de commande des vannes d'alimentation 20 constituant des moyens de régulation de débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG ; - gérer le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG et le condenseur 14 tout en fournissant de la puissance électrique par la commande des moyens 20 de régulation de débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG, - être en mesure de reconstituer le volume de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG à la suite du dégagement de puissance.
A cet effet, le procédé selon l'invention, dont la figure 2 est un schéma illustratif, comprend au moins les étapes selon lesquelles, à partir d'un fonctionnement normal (étape SO) de la centrale électrique : - on détecte (étape Si) un besoin de surplus temporaire en puissance électrique ; - en réponse à cette détection, des moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de dégagement de puissance (étape S2) dans laquelle les moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG diminuent le débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG pour augmenter la production électrique, un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG étant géré de sorte qu'il reste au-dessus d'un niveau bas NBAS, - la phase de dégagement de puissance est suivie d'une phase de reconstitution (étape S3, étape S5) dans laquelle le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est reconstitué à un niveau supérieur à un niveau seuil Nseu;l par la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG.
Le besoin de surplus temporaire en puissance électrique est détecté quand la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute devient supérieure à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn. Ce surplus temporaire peut par exemple être causé par une diminution de la fréquence sur le réseau électrique auquel la centrale électrique fournit l'électricité, ou bien encore par une diminution de la tension sur ce même réseau. Dans ces deux cas, le besoin de surplus temporaire en puissance électrique peut alors être détecté au moyen de dispositifs de mesure de la fréquence et/ou de la tension sur le réseau électrique.
La réponse à cette détection peut être mise en oeuvre directement au niveau des consignes de suivi des dispositifs de commande de la centrale électrique.
La figure 3 est un schéma illustratif des dispositifs de commande mis en oeuvre par le procédé selon l'invention.
Les signaux de la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et de la puissance électrique brute produite Peb sont plafonnés à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn par des dispositifs de saturation 31, avant d'être fournis à un dispositif 30 de régulation multivariable coordonnée de la chaudière et de la turbine déterminant les consignes de commande des actionneurs principaux réfQc, réfOHP et réfQea.
Ainsi, pour ce dispositif 30 de régulation multivariable coordonnée de la chaudière et de la turbine, la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et la puissance électrique brute produite Peb ne dépassent pas la puissance électrique brute maximale théorique Pcn, comme dans les centrales de l'état de la technique. La chaudière n'est donc pas plus sollicitée.
Les signaux de la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et de la puissance électrique brute produite Peb sont seuillés à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn par des dispositifs de seuillage 32, c'est-à-dire que les sorties des dispositifs de seuillage 32 sont à zéro si les signaux de la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et/ou de la puissance électrique brute produite Peb sont inférieurs au seuil constitué par la puissance électrique brute maximale théorique Pcn, et s'ils sont supérieurs à celle-ci, seules leurs valeurs au-dessus du seuil constitué par la puissance électrique brute maximale théorique Pcn sont prises en compte.
Les sorties des dispositifs de seuillage 32 sont fournies à un système 33 de commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG déterminant une consigne réfOV pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction. Si ces moyens de régulation d'un débit d'extraction sont constitués par des vannes d'alimentation 20, cette consigne réfOV est alors une consigne d'ouverture des vannes d'alimentation 20.
Afin de déterminer la consigne réfOV pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction, le système 33 de commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG prend également en compte le niveau de fluide de travail NADG dans la bâche alimentaire ADG, une consigne de niveau de fluide de travail réfNADG dans la bâche alimentaire ADG, ainsi qu'un niveau bas de fluide de travail NBAS dans la bâche alimentaire ADG.
De manière plus détaillée, le système 33 de commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire 15 ADG peut se composer : - d'un système de suivi de puissance 35 prenant en entrée la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et la puissance électrique brute produite Peb pour déterminer une consigne de suivi de puissance refOVP pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction, et 20 - d'un système de suivi de niveau 34 prenant en entrée le niveau de fluide de travail NADG dans la bâche alimentaire ADG, une consigne réfNADG de niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG, ainsi qu'un niveau bas de fluide de travail NBAS dans la bâche alimentaire ADG, pour déterminer une consigne de suivi de niveau refOVN pour la commande des moyens de 25 régulation d'un débit d'extraction.
La consigne réfOV pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction est alors déterminée à partir de la consigne de suivi de puissance refOVP et de la consigne de suivi de niveau refOVN, par exemple au moyen d'un 30 commutateur 36.
Ainsi, en fonctionnement normal, la consigne réfOV pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction est la consigne de suivi de niveau refOVN afin de réguler le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG, le système de suivi de puissance 35 ayant des entrées nulles à cause du seuillage par les dispositifs de seuillage 32, dans la mesure où la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et la puissance électrique brute produite Peb sont inférieures à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn.
Dans la phase de dégagement de puissance, la consigne réfOV pour la commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction est la consigne de suivi de puissance refOVP. En effet, la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute et la puissance électrique brute produite Peb sont alors supérieures à la puissance électrique brute maximale théorique Pcn.
De préférence, le système 35 de suivi de puissance et le système 34 de suivi de niveau sont des régulateurs PI (proportionnel-Intégral).
Le système 33 de commande des moyens de régulation d'un débit d'extraction de fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG peut prendre d'autre forme, il ne s'agit là que d'un exemple illustratif.
Ainsi, dans une phase de dégagement de puissance étape S2, les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont commandés au moyen d'une consigne de suivi de puissance électrique plutôt qu'au moyen d'une consigne de suivi de niveau de fluide de travail dans la bâche ADG.
Les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG diminuent alors le débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG pour augmenter la production électrique. Cependant, un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est géré de sorte qu'il reste au-dessus d'un niveau bas NBAS. Il s'agit du volume d'eau minimal acceptable dans la bâche de travail pour le fonctionnement du cycle30 thermodynamique de la centrale électrique, dicté notamment par des exigences de sécurité.
Ainsi, lors de la phase de dégagement de puissance, en réponse au fait que le niveau bas NBAS est atteint par le niveau de fluide de travail dans la bâche, détection faite à l'étape S4 illustrée sur la figure 2, les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de repli (étape S5) dans laquelle les moyens 20 de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire sont commandés au moyen d'une commande de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche ADG.
La vidange de la bâche alimentaire ADG est donc stoppée au détriment du suivi de puissance. C'est alors le système 34 de suivi de niveau qui détermine la commande des moyens de régulation du débit d'extraction du fluide de travail. De préférence, la consigne réfNADG de niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est un niveau de fluide de travail avant la phase de dégagement de puissance.
A l'expiration du besoin d'un surplus temporaire en puissance électrique lors de la phase de dégagement de puissance (étape S2), les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de suivi (étape S3), dans laquelle les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire sont commandés au moyen d'une commande de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire, afin de reconstituer un niveau normal de fluide de travail dans la bâche alimentaire.
L'expiration du besoin en surplus temporaire de puissance électrique peut être déterminée par le fait que la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute repasse en deçà de la puissance électrique brute maximale théorique Pcn, ou bien à l'issue d'une durée prédéterminée, par exemple définie par l'énergie stockée dans la bâche et la puissance qui en est extraite.
Durant cette phase de reconstitution de suivi, un supplément de commande est appliqué à la régulation multivariable de la chaudière et de la turbine afin d'assurer le suivi de consigne de puissance électrique. Ce supplément de commande est rendu possible par le fait que la consigne totale réfPeb de puissance électrique brute soit repassée en deçà de la puissance électrique brute maximale théorique Pcn ou qu'en raison du dépassement de la durée prédéterminée, la centrale ne soit plus tenue d'assurer la production du surplus temporaire de puissance électrique, celui-ci étant censé n'être que temporaire.
Plus précisément, et préférentiellement, la phase de reconstitution de suivi (étape S3) se décompose en deux parties dans lesquelles la consigne de niveau au moyen duquel les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire ADG sont commandés est : - dans une première partie de la phase de reconstitution de suivi (étape S3a), un niveau de seuil Ncomm de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG, et - dans une seconde partie de la phase de reconstitution de suivi (étape S3b), un niveau en rampe partant depuis le niveau de seuil Ncomm jusqu'à un niveau nominal.
A l'issue de cette phase de reconstitution de suivi (étape S3), ou bien de cette phase de reconstitution de repli (étape S5), le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire ADG est reconstitué (étape S6). La centrale peut alors repasser dans un mode de fonctionnement normal (étape SO) et être prête à répondre au besoin d'un surplus temporaire en puissance électrique.
Comme précédemment annoncé, l'invention concerne également un produit programme d'ordinateur qui, une fois chargé sur un système adapté, permet la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de commande du cycle thermodynamique d'une centrale thermique de production électrique, ladite centrale comportant au moins une source de chaleur (1) pour fournir en énergie thermique un circuit (6) de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine (11, 13) mécaniquement reliée à un alternateur (15), - une bâche alimentaire (ADG) pour alimenter la source de chaleur (1) en fluide de travail et - des moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes: - détecter (Si) un besoin de surplus temporaire en puissance électrique ; - en réponse à cette détection, des moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de dégagement de puissance (S2) dans laquelle les moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) diminuent le débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) pour augmenter la production électrique, un niveau (NADG) de fluide de travail dans la bâche alimentaire étant géré de sorte qu'il reste au-dessus d'un niveau bas (NBAS), - la phase de dégagement de puissance (S2) est suivie d'une phase de reconstitution (S3, S5) dans laquelle le niveau (NADG) de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG) est reconstitué à un niveau supérieur à un niveau seuil (Nseu;l) par la commande 25 30des moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG).
  2. 2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel, pendant la phase de dégagement de puissance (S2), les moyens (20) de régulation du débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) sont commandés au moyen d'une consigne (réfOVP) de suivi de puissance électrique.
  3. 3. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel, lorsque les moyens de commande du cycle thermodynamique sont dans une phase de dégagement de puissance (S2), à l'expiration du besoin d'un surplus temporaire en puissance électrique, les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de suivi (S3), dans laquelle les moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) sont commandés au moyen d'une commande (réfOVN) de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG).
  4. 4. Le procédé selon la revendication 3, dans lequel pendant une phase de reconstitution de suivi (S3), un supplément de commande est appliqué à une régulation multivariable de la chaudière (1) et de la turbine (11, 13) afin d'assurer un suivi de consigne de puissance électrique.
  5. 5. Le procédé selon la revendication 3, dans lequel la consigne de niveau au moyen de laquelle les moyens de régulation (20) d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) sont commandés est : - dans une première partie (S3a) de la phase de reconstitution de suivi, un niveau de seuil de fluide (Nseuii) de travail dans la bâche alimentaire (ADG), et- dans une seconde partie (S3b) de la phase de reconstitution de suivi, un niveau en rampe partant depuis le niveau de seuil (Nseu;l) jusqu'à un niveau nominal.
  6. 6. Le procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, en réponse au fait qu'un niveau bas (NBAS) est atteint par le niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG) dans une phase de dégagement de puissance (S2), les moyens de commande du cycle thermodynamique entrent dans une phase de reconstitution de repli (S5) dans laquelle les moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) sont commandés au moyen d'une commande de suivi de consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG).
  7. 7. Le procédé selon la revendication précédente, dans lequel, pendant une phase de reconstitution de repli (S5), ladite consigne d'un niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG) est un niveau de fluide de travail avant la phase de dégagement de puissance.
  8. 8. Système de commande du cycle thermodynamique d'une centrale thermique de production électrique, ladite centrale comportant au moins une source de chaleur (1) pour fournir en énergie thermique un circuit (6) de circulation d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine (11, 13) mécaniquement reliée à un alternateur (15), - une bâche alimentaire (ADG) pour alimenter la source de chaleur (1) en fluide de travail et - des moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG), ledit système de commande comprenant :des moyens (33) de commande des moyens (20) de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG), un dispositif (30) de régulation multivariable coordonnée de la source de chaleur (1) et de la turbine (11, 13), caractérisé en ce que les moyens (33) de commande des moyens de régulation du débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG) sont adaptés pour prendre en compte une consigne (réfPeb) de puissance électrique et une consigne (réfNADG, NBAS) de niveau de fluide de travail dans la bâche alimentaire (ADG) pour commander les moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG).
  9. 9. Le système de commande selon la revendication précédente, 15 caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre le procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7
  10. 10. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de 20 code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
  11. 11. Centrale thermique à flamme comportant au moins une source de 25 chaleur (1) pour fournir en énergie thermique un circuit de circulation (6) d'un fluide de travail, ledit circuit comportant au moins - une turbine (11, 13) mécaniquement reliée à un alternateur (15), 30 - une bâche alimentaire (ADG) pour alimenter la source de chaleur (1) en fluide de travail et des moyens de régulation d'un débit d'extraction du fluide de travail vers la bâche alimentaire (ADG), 10ladite centrale étant caractérisée en qu'elle comporte un système de commande selon l'une des revendications 8 ou 9.
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