PL192048B1 - Sposób regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego, w którym regulator mocy oddziaływuje na położenie zaworów regulacyjnych turbiny, a do tworzenia uchybu regulatora mocy wykorzystuje się sygnał mocy zadanej będący sumą sygnału regulacyjnego regulacji pierwotnej i sygnałów regulacyjnych regulatora centralnego oraz sygnał mocy rzeczywistej, znamienny tym, że w oparciu o przetworzone sygnały obiektowe po stwierdzeniu faktu wystąpienia efektu fałszywej regulacji, sygnał mocy rzeczywistej zapamiętuje się na poziomie osiągniętym w chwili wystąpienia tego efektu, na czas jego trwania

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego.

Znany jest z czasopisma Energetyka nr 4 z 1994r., str.146 sposób regulacji mocy czynnej bloku energetycznego z wiodącą turbiną, w którym uchyb regulatora mocy tworzy się wykorzystując sygnał mocy rzeczywistej i skorygowany uchybem częstotliwości sygnał regulacyjny regulatora centralnego. Na zawory regulacyjne turbiny oddziaływuje się sumą sygnału regulatora prędkości obrotowej turbiny i sygnału regulacyjnego regulatora mocy przetworzonego przez parowy ogranicznik mocy lub przez przetwornik elektrohydrauliczny bądź przez silnik nastawnika obrotów turbiny.

Znany jest ze wspomnianego powyżej czasopisma sposób regulacji mocy czynnej bloku energetycznego, w którym uchyb regulatora mocy tworzy się analogicznie jak w przytoczonych powyżej sposobach, lecz na zawory regulacyjne turbiny oddziaływuje się tylko sygnałem regulatora mocy, przetworzonym w przetworniku elektrohydraulicznym.

Tradycyjne mechano-hydrauliczne układy regulacji prędkości obrotowej turbin parowych poprawnie współpracują z układami regulacji wtórnej mocy czynnej w większości sytuacji występujących w systemie elektroenergetycznym, gdyż otwarcia zaworów regulacyjnych części wysokoprężnych turbin uzależnione są w tych układach od sumy sygnałów sterujących regulatorów mocy czynnej i regulatorów prędkości obrotowej turbin, przy odpowiednim doborze nastaw tych regulatorów umożliwiającym uzyskanie wymaganej jakości regulacji.

Niektóre elektrohydrauliczne układy regulacji turbin - zwłaszcza pochodzące z początku okresu ich rozwoju pozbawione są w swej strukturze sumy sygnałów sterujących regulatorów mocy czynnej i prędkości obrotowej, która w tradycyjnych mechano-hydraulicznych układach ma korzystny wpływ na ich działanie. Podczas szybkich zmian obciążenia spowodowanych załączeniami lub wyłączeniami odbiorów lub urządzeń wytwórczych ujawniają się mankamenty takiej struktury, gdyż zmianie sygnału mocy rzeczywistej na wejściu regulatora mocy występuje praktycznie bez opóźnień, natomiast składnik sygnału mocy zadanej proporcjonalny do odchyłki częstotliwości -jako uzależniony od bezwładności mas wirujących - narasta stopniowo w miarę zmian częstotliwości. W przedstawionej sytuacji w początkowej fazie procesu przejściowego zmiana mocy turbozespołu ma niepożądany kierunek.

W czasopiśmie BWKNr 7/8 z 1987r. w artykule pn. „Zur Entstehung und Wirkung des Falschregeleffekts bei Turbinenregelungen” autorstwa G. Mathiasa jest przedstawiona wyżej właściwość, pojawiająca się podczas regulacji mocy, nazywana efektem fałszywej regulacji. Niekorzystny wynik współpracy regulatorów można w pewnym stopniu zmniejszyć przez odpowiedni dobór nastaw - osłabienie działania regulatora mocy, lecz w przypadku struktury regulacji nie zawierającej sumy sygnałów regulatora mocy i regulatora prędkości obrotowej, możliwości te są bardziej ograniczone ze względu na konieczność uwzględnienia wymagań czasowych dotyczących regulacji pierwotnej, a ponadto - potrzebą opanowywania zakłóceń wewnętrznych bloku energetycznego.

W przypadku współpracy grup turbozespołów o różnych strukturach regulacji, w wyniku przesunięć fazowych odpowiedzi mocy bloków energetycznych na zmianę zapotrzebowania mocy spowodowanych efektem fałszywej regulacji, powstają niepożądane kołysania mocy w liniach przesyłowych lub kołysanie częstotliwości w warunkach pracy wyspowej.

Sposób regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego według wynalazku, w którym regulator mocy oddziaływuje na położenie zaworów regulacyjnych turbiny, a do tworzenia uchybu regulatora mocy wykorzystuje się sygnał mocy zadanej będący sumą sygnału regulacyjnego regulacji pierwotnej i sygnałów regulacyjnych, regulatora centralnego oraz sygnał mocy rzeczywistej, charakteryzuje się tym, że w oparciu o przetworzone sygnały obiektowe po stwierdzeniu faktu wystąpienia efektu fałszywej regulacji, sygnał mocy rzeczywistej zapamiętuje się na poziomie osiągniętym w chwili wystąpienia tego efektu, na czas jego trwania. Przykładowymi sygnałami obiektowymi na podstawie których stwierdza się efekt fałszywej regulacji jest sygnał mocy elektrycznej oraz sygnał ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny. Sygnał ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny przetwarza się w modelu turbiny będącym liniowym członem dynamicznym o charakterystyce odpowiedzi mocy turbiny w funkcji ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny, po czym tak uzyskany sygnał różniczkuje się, zaś sygnał mocy elektrycznej w czasie przetwarzania różniczkuje się.

Tak prowadzony sposób postępowania poprawia jakość regulacji mocy i częstotliwości eliminując skutki, występowanie efektu fałszywej regulacji.

PL 192 048 B1

Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia blokowy układ regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego realizujący zastrzegany sposób regulacji.

Sygnał przetworzonego zadanego stopnia otwarcia SPZ zaworów regulacyjnych części wysokoprężnej turbiny uzależnia się od sygnału uchybu mocy eN, przetworzonego w regulatorze mocy RN o charakterystyce proporcjonalno-całkującej Pl oraz dodatkowo w układzie regulacji UR. Uchyb mocy e N tworzy się odejmując w członie różnicowym CR od sygnału mocy zadanej SNZ skorygowany w układzie korekcji mocy czynnej UKN sygnał mocy czynnej SNK. Sygnał mocy zadanej SNZ uzyskuje się przez przetworzenie w grupie przetworników pomiarowych P oraz w układzie tworzenia mocy zadanej UNZ sygnałów regulacyjnych regulatora centralnego Y1 - sygnału regulacyjnego regulacji wtórnej, YO -sygnału regulacyjnego regulacji trójnej oraz sygnału częstotliwości f w systemie elektroenergetycznym. Skorygowany sygnał mocy czynnej SNK tworzy się w członie nadążająco-pamiętającym CNP w ten sposób, że sygnał skorygowany mocy czynnej SNK zapamiętuje się na poziomie wartości sygnału mocy czynnej SN, gdy wartość sygnału logicznego SL wynosi „1”. W sytuacji, gdy wartość sygnału logicznego SL zmienia się z poziomu „1”na „0”, sygnał mocy czynnej SNK przyjmuje wartość sygnału mocy czynnej SN. Sygnał logiczny SL tworzy się w identyfikatorze fałszywego efektu regulacji IEFR, na którego wejścia są podawane sygnały obiektowe - sygnał mocy czynnej SN bloku energetycznego oraz sygnał ciśnienia pary SPWP w stopniu regulacyjnym turbiny. Sygnał ciśnienia pary SPWP w stopniu regulacyjnym turbiny przetwarza się najpierw w modelu M turbiny będącym liniowym członem dynamicznym o charakterystyce odpowiedzi mocy turbiny w funkcji ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny, a następnie w pierwszym członie różniczkującym D1. uzyskując pierwszy sygnał wejściowy S1, detektora niezgodności znaków. Drugi sygnał wejściowy S2 detektora niezgodności znaków jest sygnałem mocy czynnej bloku SN przetworzonym w drugim członie różniczkującym D2. Tak uzyskane sygnały S1, S2 podaje się do detektora niezgodności DET znaków wejściowych. W przypadku niezgodności znaków sygnałów wejściowych S1, S2 detektora niezgodności DET, jego sygnał logiczny SL sterujący członem nadążająco-pamiętającym przyjmuje wartość „1”. W przeciwnym razie, gdy znaki tych sygnałów są zgodne, sygnał SL przyjmuje wartość „0”.

Eliminowanie w przedstawionym przykładowo sposobie regulacji mocyi częstotliwości skutków efektu fałszywej regulacji polega na tym, że identyfikuje się wystąpienie efektu fałszywej regulacji w identyfikatorze IEFR, spowodowanego szybkimi zmianami obciążenia lub generacji w systemie elektroenergetycznym wywołanymi załączeniami lub wyłączeniami odbiorów bądź jednostek wytwórczych. Następnie poprzez zapamiętanie wartości sygnału mocy czynnej, współtworzącego uchyb regulatora mocy RN o wartości w chwili wystąpienia zakłócenia, minimalizuje się jego szkodliwe, wyprzedzające w stosunku do sygnału częstotliwości f działanie na regulator mocy RN. W wyniku działania składnika mocy zadanej regulatora mocy RN proporcjonalnego do zmian częstotliwości f i oddziaływaniu na położenie zaworów regulacyjnych części wysokoprężnej turbiny uzyskuje się zgodność znaków pochodnych sygnałów mocy czynnej bloku SNi ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny SPWP. przetworzonego w modelu M. Pojawia się w ten sposób warunek (SL=„0”), aby do tworzenia uchybu regulatora mocy eN wykorzystywany był ponownie sygnał mocy czynnej SN bloku energetycznego (SNK= SN). Przedstawiony sposób regulacji, w którym eliminuje się skutki efektu fałszywej regulacji jest szczególnie przydatny w sytuacji, gdy nie sumuje się sygnałów regulacyjnych regulatorów mocy i częstotliwości, działających na położenie zaworów regulacyjnych turbiny.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób regulacji mocy czynnej i częstotliwości turbozespołu parowego, w którym regulator mocy oddziaływuje na położenie zaworów regulacyjnych turbiny, a do tworzenia uchybu regulatora mocy wykorzystuje się sygnał mocy zadanej będący sumą sygnału regulacyjnego regulacji pierwotnej i sygnałów regulacyjnych regulatora centralnego oraz sygnał mocy rzeczywistej, znamienny tym, że w oparciu o przetworzone sygnały obiektowe po stwierdzeniu faktu wystąpienia efektu fałszywej regulacji, sygnał mocy rzeczywistej zapamiętuje się na poziomie osiągniętym w chwili wystąpienia tego efektu, na czas jego trwania.
2. 2. Sposób regulacji według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnałami obiektowymi na podstawie których stwierdza się efekt fałszywej regulacji jest sygnał mocy elektrycznej oraz sygnał ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny.

   PL 192 048B1
3. 3. Sposób regulacji według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sygnał ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny przetwarza się w modelu turbiny (M) będącym liniowym członem dynamicznym o charakterystyce odpowiedzi mocy turbiny w funkcji ciśnienia pary w stopniu regulacyjnym turbiny, a następnie różniczkuje się.
4. 4. Sposób regulacji według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sygnał mocy elektrycznej różniczkuje się.