RU2151304C1 - Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants - Google Patents
Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151304C1 RU2151304C1 RU99106212A RU99106212A RU2151304C1 RU 2151304 C1 RU2151304 C1 RU 2151304C1 RU 99106212 A RU99106212 A RU 99106212A RU 99106212 A RU99106212 A RU 99106212A RU 2151304 C1 RU2151304 C1 RU 2151304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- power
- heat engine
- electric machine
- electric
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено для управления приводами механизмов собственных нужд теплоэнергоустановок, содержащими тепловой двигатель и электромашину. The invention relates to a power system and can be used to control the drives of the mechanisms of own needs of heat power plants containing a heat engine and an electric machine.
Предшествующий уровень техники
Известен способ управления приводом питательных насосов теплоэнергоустановки, содержащим кинематически связанные основной и дополнительный тепловые двигатели, заключающийся в регулировании мощности двигателей путем изменения расхода подводимого рабочего тела, по которому основной двигатель привода загружают в соответствии с его установленной мощностью, а дополнительным двигателем компенсируют превышения нагрузки над мощностью основного двигателя [1].State of the art
A known method of controlling the drive of the feed pumps of a heat and power plant, containing kinematically connected main and additional heat engines, which consists in controlling the power of the engines by changing the flow rate of the supplied working fluid, according to which the main drive motor is loaded in accordance with its installed power, and the excess engine compensates for excess load over power main engine [1].
Способ [1] не позволяет полезно использовать избыточную установленную мощность основного двигателя при снижениях нагрузки. The method [1] does not allow useful use of the excess installed power of the main engine with load reductions.
Известен способ управления приводом питательных насосов теплоэнергоустановки, содержащим паровую турбину и электродвигатель [2]. A known method of controlling the drive of the feed pumps of a power plant containing a steam turbine and an electric motor [2].
Электродвигатель и паровая турбина, согласно [2], выполнены в составе отдельных турбо- и электронасосов, гидравлически связанных с общей напорной магистралью через обратные клапаны. При этом электродвигатель используется только в режимах пуска, останова и резервирования. В рабочем режиме вся мощность турбины передается насосу и управляется отклонениями от заданного давления в напорной магистрали, возникающими при колебаниях нагрузки питательного насоса. The electric motor and steam turbine, according to [2], are made up of separate turbo and electric pumps hydraulically connected to a common pressure line through non-return valves. In this case, the electric motor is used only in the start, stop and backup modes. In operating mode, all the power of the turbine is transmitted to the pump and is controlled by deviations from the set pressure in the pressure line arising from fluctuations in the load of the feed pump.
Недостаток способа [2] - неэффективность использования установленных мощностей турбины и электродвигателя, низкая экономическая эффективность совместного использования тепловой и электрической энергии. The disadvantage of this method [2] is the inefficiency of using the installed capacities of the turbine and electric motor, low economic efficiency of the joint use of thermal and electric energy.
Известен способ управления приводом механизма собственных нужд теплоэнергетической установки, содержащим кинематически связанные тепловой двигатель и электромашину, заключающийся в регулировании производительности приводимого механизма и мощности электромашины путем изменения расхода подводимого к тепловому двигателю рабочего тела [3]. A known method of controlling the drive mechanism of the auxiliary needs of a heat power plant, containing kinematically coupled heat engine and electric machine, which consists in regulating the performance of the driven mechanism and the power of the electric machine by changing the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine [3].
Согласно [3] электромашина в рабочем режиме является генератором, который использует избыточное тепло и мощность теплового двигателя для выработки переменного тока, частота которого связана со скоростью вращения приводимого механизма. According to [3], an electric machine in operating mode is a generator that uses excess heat and heat from a heat engine to generate alternating current, whose frequency is related to the speed of rotation of the driven mechanism.
Однако управление приводом в соответствии с [3] не использует двигательный режим электромашины (за исключением момента запуска привода от аккумулятора через управляемый инвертор) и не согласовывает частоту вырабатываемого тока с частотой энергосистемы. Это не позволяет приводу обмениваться электроэнергией с энергосистемой при различных скоростях вращения приводимого механизма. However, the drive control in accordance with [3] does not use the motor mode of the electric machine (with the exception of the moment the drive is started from the battery through a controlled inverter) and does not coordinate the frequency of the generated current with the frequency of the power system. This prevents the drive from exchanging electricity with the power system at various speeds of rotation of the driven mechanism.
Известен выбранный в качестве прототипа способ управления приводом механизма собственных нужд теплоэнергетической установки, содержащим кинематически связанные тепловой двигатель и электромашину, подключенную к энергосистеме через преобразователь частоты, заключающийся в регулировании расхода подводимого к тепловому двигателю рабочего тела, возврате отработавшего тепла, регулировании производительности механизма собственных нужд и согласовании электромашины с энергосистемой путем преобразования частоты [4]. A known method of controlling an auxiliary mechanism drive of a heat power plant, selected as a prototype, is known that contains a kinematically connected heat engine and an electric machine connected to the power system through a frequency converter, which consists in controlling the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, returning the spent heat, adjusting the performance of the auxiliary mechanism and matching the electric machine with the power system by frequency conversion [4].
Согласно [4] электромашина в рабочем режиме является, как и в [3], генератором переменного тока, мощность которого, зависящая от его электрической нагрузки, как и требуемая производительность механизма собственных нужд, поддерживается регулированием расхода подводимого к тепловому двигателю рабочего тела, а частота связана со скоростью вращения приводимого механизма. Вместе с тем в [4] электроэнергия генератора выдается потребителю после преобразования частоты, которое обеспечивает согласование частоты генератора с частотой энергосистемы, что позволяет приводу обмениваться электроэнергией с энергосистемой при различных скоростях вращения приводимого механизма и соответственно улучшает решение [3] . Еще одним достоинством [4] является возврат в теплоэнергоустановку отработавшего в тепловом двигателе тепла, что позволяет частично компенсировать затраты на подводимое тепло. According to [4], the electric machine in operating mode is, as in [3], an alternating current generator, the power of which, depending on its electric load, as well as the required capacity of the auxiliary mechanism, is supported by controlling the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, and the frequency associated with the rotation speed of the driven mechanism. At the same time, in [4], the generator’s electricity is supplied to the consumer after frequency conversion, which ensures matching of the generator’s frequency with the frequency of the power system, which allows the drive to exchange electricity with the power system at different rotational speeds of the driven mechanism and, accordingly, improves the solution [3]. Another advantage [4] is the return to the heat power plant of the heat spent in the heat engine, which allows you to partially compensate for the cost of heat supplied.
Недостаток прототипа - низкая экономическая эффективность управления приводом и ограниченная генераторным режимом электромашины маневренность электрической мощностью. В результате управляемый по способу [4] привод потребляет тепло для выработки механической и электрической энергии даже в те периоды, когда выгоднее было бы потреблять соответствующую электроэнергию на собственные нужды из энергосистемы. The disadvantage of the prototype is the low cost-effectiveness of drive control and limited maneuverability of electric power limited by the generator mode of the electric machine. As a result, the drive controlled by the method [4] consumes heat to generate mechanical and electrical energy even in those periods when it would be more profitable to consume the corresponding electric energy for own needs from the power system.
Задача изобретения - создание способа управления приводом механизма собственных нужд теплоэнергетической установки, позволяющего расширить пределы маневренности для экономически эффективного обмена электрической мощностью с энергосистемой и снизить суммарные затраты установки на тепловую и электрическую энергию с учетом утилизации тепла, отработанного в тепловом двигателе. The objective of the invention is the creation of a method of controlling the drive mechanism of the own needs of a heat power plant, which allows to expand the limits of maneuverability for a cost-effective exchange of electric power with the power system and reduce the total cost of the installation for heat and electric energy, taking into account the utilization of heat spent in a heat engine.
Раскрытие изобретения
Предметом изобретения является способ управления приводом механизма собственных нужд теплоэнергетической установки, содержащим кинематически связанные тепловой двигатель и электромашину, подключенную к энергосистеме через преобразователь частоты, заключающийся в регулировании расхода подводимого к тепловому двигателю рабочего тела, возврате отработавшего тепла, регулировании производительности механизма собственных нужд и согласовании электромашины с энергосистемой путем преобразования частоты, отличающейся, согласно изобретению, тем, что изменяют электрическую мощность электромашины в диапазоне, охватывающем ее двигательный и генераторный режимы, путем воздействия на преобразователь частоты, регулируют производительность механизма собственных нужд путем изменения электрической мощности электромашины и увеличивают или уменьшают расход подводимого к тепловому двигателю рабочего тела в зависимости от того, положительна или отрицательна соответственно разность
где bэ и bт - текущие значения удельных затрат на выработку электроэнергии в энергосистеме и на выработку подводимого к тепловому двигателю тепла соответственно,
Tотр и Tокр - абсолютные температуры отработанного рабочего тела теплового двигателя и окружающей среды соответственно,
qподв - удельный расход подводимого тепла на единицу механической мощности на валу теплового двигателя,
c - отношение электрической мощности электромашины к механической мощности на валу теплового двигателя.Disclosure of Invention
The subject of the invention is a method for controlling an auxiliary mechanism drive of a heat power plant, comprising kinematically coupled a heat engine and an electric machine connected to the power system through a frequency converter, which consists in controlling the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, returning the spent heat, adjusting the performance of the auxiliary mechanism and matching the electric machine with a power system by converting a frequency different according to the image the fact that they change the electric power of the electric machine in the range covering its motor and generator modes by acting on the frequency converter, regulate the performance of the auxiliary mechanism by changing the electric power of the electric machine and increase or decrease the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, depending on , positive or negative, respectively, the difference
where b e and b t are the current values of the unit costs for generating electricity in the power system and for generating heat supplied to the heat engine, respectively,
T OTR and T OCD - the absolute temperature of the spent working fluid of the heat engine and the environment, respectively,
q sub - specific heat input per unit of mechanical power on the shaft of the heat engine,
c is the ratio of the electric power of the electric machine to the mechanical power on the shaft of the heat engine.
Указанная совокупность признаков позволяет расширить пределы маневрирования электрической мощностью теплоэнергоустановки и минимизировать суммарные затраты привода механизма собственных нужд на электроэнергию и тепло с учетом возврата отработавшего в его тепловом двигателе рабочего тела. The specified set of features allows you to expand the scope of maneuvering with the electric power of a heat and power plant and minimize the total costs of the drive mechanism of own needs for electricity and heat, taking into account the return of the working fluid spent in its heat engine.
Краткое описание чертежей
Осуществление изобретения поясняется фиг. 1, на которой в качестве примера привода механизма собственных нужд, управляемого по предлагаемому способу, представлена структура автоматизированного привода насоса теплоэнергоустановки, содержащего кинематически связанные тепловой двигатель в виде паровой турбины и электромашину в виде асинхронного электродвигателя.Brief Description of the Drawings
The implementation of the invention is illustrated in FIG. 1, on which, as an example, an auxiliary drive mechanism driven by the proposed method, the structure of an automated drive of a heat power plant pump containing kinematically coupled heat engine in the form of a steam turbine and an electric machine in the form of an asynchronous electric motor is presented.
Описание осуществления изобретения
Автоматизированный привод фиг. 1 содержит насос 1, паровую турбину 2 и электромашину 3, кинематически связанные редуктором 4. Электромашина 3 подключена к энергосистеме через вентильный преобразователь 5 частоты, снабженный собственной системой управления.Description of the invention
The automated drive of FIG. 1 contains a pump 1, a steam turbine 2 and an electric machine 3 kinematically connected by a gear 4. The electric machine 3 is connected to the power system through a frequency inverter 5 equipped with its own control system.
В подводящей магистрали 6 турбины 2 установлен регулятор 7 расхода подводимого пара, а в напорной магистрали 8 насоса 1 - датчик 9 давления. Для управления приводом по предлагаемому способу используются также датчик 10 расхода тепла, подводимого к турбине 2, датчик 11 температуры отработавшего пара, датчик 12 электрической мощности (ваттметр) и установленные на валу турбины 2 датчики 13 и 14 крутящего момента и частоты вращения соответственно. In the inlet pipe 6 of the turbine 2, a regulator 7 for the input steam is installed, and in the pressure pipe 8 of the pump 1 there is a pressure sensor 9. To control the drive by the proposed method, a heat consumption sensor 10 supplied to the turbine 2, an exhaust steam temperature sensor 11, an electric power sensor 12 (wattmeter) and torque and speed sensors 13 and 14 mounted on the turbine shaft 2 are used, respectively.
Управления приводом осуществляется блоком 15 управления, ко входам 16, 17, 18, 19, 20 и 21 которого подключены датчики 10, 11, 12, 13, 14 и 9 соответственно, а к выходам 22 и 23 - управляющие входы 24 и 25 преобразователя 5 и регулятора 7 соответственно. Блок 15 может быть выполнен в виде микроЭВМ, снабженной соответствующими элементами сопряжения, и снабжен интерфейсом 26 ввода-вывода данных, предназначенным для обмена данными, например, с АСУ теплоэнергоустановки или пультом диспетчера. The drive is controlled by the control unit 15, to the inputs 16, 17, 18, 19, 20 and 21 of which the sensors 10, 11, 12, 13, 14 and 9 are connected, respectively, and to the outputs 22 and 23 are the control inputs 24 and 25 of the converter 5 and controller 7, respectively. Block 15 can be made in the form of a microcomputer, equipped with appropriate interface elements, and is equipped with a data input / output interface 26 for exchanging data, for example, with an ACS of a heat power plant or a dispatcher console.
Насос 1, турбина 2 и электромашина 3 могут сочленяться с редуктором 4, например, с помощью муфт 27, 28, 29. Pump 1, turbine 2 and electric machine 3 can be articulated with gear 4, for example, using couplings 27, 28, 29.
Предлагаемый способ управления осуществляется следующим образом. The proposed control method is as follows.
Насос 1, вращаемый приводом, подает жидкость из всасывающей магистрали 30 в напорную магистраль 8, создавая в последней требуемое давление. Необходимая для поддержания давления мощность насоса 1 обеспечивается турбиной 2 и/или элеткромашиной 3 в режиме двигателя. The pump 1, rotated by the drive, supplies fluid from the suction line 30 to the pressure line 8, creating the required pressure in the latter. The power of the pump 1 required to maintain pressure is provided by the turbine 2 and / or electric machine 3 in the engine mode.
Мощность турбины 2 определяется расходом тепла рабочего тела, подводимого через регулятор 7. Отработанный пар турбины 2 через магистраль 31 может возвращаться в тепловую схему теплоэнергоустановки, где это тепловая энергия утилизируется. The power of the turbine 2 is determined by the heat consumption of the working fluid supplied through the regulator 7. The spent steam of the turbine 2 through the line 31 can be returned to the thermal circuit of the power plant, where this thermal energy is utilized.
Электромашина 3 может работать либо в режиме двигателя, потребляющего активную мощность из сети, либо в режиме генератора, отдающего активную мощность в сеть. The electric machine 3 can operate either in the mode of the engine consuming active power from the network, or in the mode of a generator giving active power to the network.
Преобразователь 5 осуществляет преобразование генерируемой электромашиной 3 частоты, которая связана с переменной скоростью вращения насоса 1, в сетевую частоту энергосистемы и обратное частотное преобразование в двигательном режиме электромашины 3. Изменение электрической мощности электромашины 4 также осуществляется с помощью вентильного преобразователя 5. При этом среднее значение напряжения на нагрузке преобразователя 5, а следовательно, и мощность электромашины 3 изменяют путем воздействия на систему управления преобразователя 5, которая соответственно изменяет угол включения его вентилей. The Converter 5 converts the frequency generated by the electric machine 3, which is associated with a variable speed of the pump 1, to the network frequency of the power system and the inverse frequency conversion in the motor mode of the electric machine 3. The electric power of the electric machine 4 is also changed using a valve converter 5. The average voltage value is at the load of the converter 5, and consequently, the power of the electric machine 3 is changed by acting on the control system of the converter 5 , which accordingly changes the angle of inclusion of its valves.
По интерфейсу 26 в блок 15 вводят требуемую величину давления в напорной магистрали 8 и текущие значения удельных затрат (например, значения расходов условного топлива в г/Дж): bт - на выработку подводимого к турбине тепла и bэ - на выработку электроэнергии в энергосистеме. Вводимые данные о текущих удельных затратах могут характеризовать как сезонные, так и суточные изменения, отражающие решения диспетчера энергосистемы при маневрировании электрической мощностью.On interface 26, in block 15, the required pressure value in the pressure line 8 and the current values of specific costs (for example, equivalent fuel consumption in g / J) are entered: b t - for the generation of heat supplied to the turbine and b e - for the generation of electricity in the power system . The input data on current unit costs can characterize both seasonal and daily changes reflecting the decisions of the power system dispatcher when maneuvering with electric power.
Затем, используя текущие измерения параметров привода, определяют в соответствии с выражением (1) отношение K:
Отношение K представляет собой относительную долю тепла, затрачиваемого на выработку электрической энергии Nэл, в общем расходе тепла Qподв, подводимого к тепловому двигателю.Then, using the current measurements of the drive parameters, the ratio K is determined in accordance with expression (1):
The ratio K represents the relative fraction of the heat spent on generating electric energy N el in the total heat consumption Q sub supplied to the heat engine.
Расчетная формула (2) основана на разработанном авторами "Диспетчерском методе разделения затрат на подводимое тепло при комбинированной выработке механической и тепловой энергии", в соответствии с которым на выработку Nмех относят долю подводимого к реальному тепловому двигателю тепла Qподв, которую теоретически необходимо было бы затратить для выработки такой же механической мощности в установке с идеальными тепловыми машинами, раздельно вырабатывающими механическую и тепловую энергию по соответствующим циклам Карно с температурами подводимого и отводимого рабочего тела, а также окружающей среды, равными соответствующим температурам реального теплового двигателя. Оставшуюся часть Qподв при этом считают потраченной на выработку тепла отработавшего рабочего тела, отводимого от реального теплового двигателя.The formula (2) based on the developed by authors "a Dispatcher separation method costs a heat input at a combined generation of mechanical and thermal energy", according to which in the production of N fur refers fraction supplied to the actual heat engine heat Q Mob, which theoretically would be necessary spend to generate the same mechanical power in an installation with ideal heat engines that separately generate mechanical and thermal energy according to the corresponding Carnot cycles from temperatures E supplied and withdrawn working fluid and environment, equal to the corresponding real temperature of the heat engine. In this case, the remaining part of Q sub is considered to be spent on generating heat from the spent working fluid removed from the real heat engine.
Необходимое для расчета по формуле (2) измерение температуры Tотр обеспечивается датчиком 11, а значение Tокр целесообразно вводить в блок 15 по интерфейсу 26 в виде фиксированной сезонной величины.The temperature Ttr required for the calculation by formula (2) is provided by the sensor 11, and it is advisable to enter the Tcr value into block 15 via interface 26 in the form of a fixed seasonal value.
Значения qподв и c для расчета по формуле (2) определяют по результатам измерений следующим образом.The values of q sub and c for calculation by the formula (2) are determined by the measurement results as follows.
Информация о величине крутящего момента Mкр на валу турбины 2 и о частоте ее вращения w, поступающая с датчиков 13 и 14 на валу турбины 2, используется в блоке 15 для расчета механической мощности Nмех=Mкр • w.Information on the magnitude of the torque M cr on the shaft of the turbine 2 and on the frequency of its rotation w coming from the sensors 13 and 14 on the shaft of the turbine 2 is used in block 15 to calculate the mechanical power N mech = M cr • w.
Результаты расчета Nмех и информацию о расходе подводимого к турбине 2 тепла Qподв, поступающую с датчика 10, в свою очередь используют (в сопоставимых единицах, например, в кВт) для расчета отношения
Аналогичным образом значение электрической мощности Nэл, полученное с датчика 12, используется для расчета отношения
Затем определяют знак разности (1), которую с учетом (2) можно записать в виде:
bэ - bт • K (5)
В тех случаях, когда разность (5) отрицательна и, следовательно, затраты тепла оказываются экономически менее выгодными, чем использование электроэнергии, блок 15, воздействуя на регулятор 7, уменьшает расход тепла, подводимого к турбине 2. Одновременно блок 15, воздействия на преобразователь 5, переводит электромашину 3 в двигательный режим, в котором регулирует производительность насоса 1 путем изменения электрической мощности электромашины 3.N fur calculation results and information flow supplied to the turbine 2 Mob heat Q output of the sensor 10 which in turn is used (on a comparable basis, e.g., in kW) for calculating the ratio
Similarly, the value of electric power N el obtained from the sensor 12 is used to calculate the ratio
Then, the sign of the difference (1) is determined, which, taking into account (2), can be written as:
b e - b t • K (5)
In cases where the difference (5) is negative and, therefore, the heat consumption is economically less profitable than the use of electricity, block 15, acting on the controller 7, reduces the heat consumption supplied to the turbine 2. At the same time, block 15, the impact on the Converter 5 , puts the electric machine 3 in the motor mode, in which it regulates the performance of the pump 1 by changing the electric power of the electric machine 3.
В тех случаях, когда разность (5) положительна и, следовательно, затраты тепла оказываются экономически более выгодными, чем использование электроэнергии, а установленная мощность турбины 2 используется не полностью, блок 15, воздействуя на регулятор 7, увеличивает расход тепла, подводимого к турбине 2. Одновременно блок 15, воздействуя на преобразователь 5, обеспечивает переход электромашины 3 в генераторный режим и преобразование избыточной механической мощности турбины 2 в электроэнергию. In cases where the difference (5) is positive and, therefore, the heat consumption is more economical than the use of electricity, and the installed capacity of the turbine 2 is not fully used, block 15, acting on the regulator 7, increases the heat consumption supplied to the turbine 2 At the same time, the block 15, acting on the transducer 5, provides the transition of the electric machine 3 to the generator mode and the conversion of the excess mechanical power of the turbine 2 into electricity.
Электрическая мощность электромашины 3 изменяется в результате соответствующего воздействия блока 15 на систему управления преобразователя 5, которая регулирует угол включения его вентилей. При этом изменяется среднее значение напряжения на нагрузке преобразователя 5, а следовательно, и мощность электромашины 3. The electric power of the electric machine 3 changes as a result of the corresponding action of the block 15 on the control system of the converter 5, which regulates the angle of inclusion of its valves. When this changes the average value of the voltage at the load of the Converter 5, and therefore the power of the electric machine 3.
При работе электромашины 3 в режиме двигателя блок 15, воздействуя соответствующим образом на преобразователь 5, увеличивает ее электрическую мощность, если измеренное датчиком 9 давление в магистрали 8 меньше заданного, и уменьшает ее в обратном случае. When the electric machine 3 is in the engine mode, the unit 15, acting accordingly on the converter 5, increases its electric power if the pressure measured in the sensor 9 in the line 8 is less than the set value, and reduces it otherwise.
При работе электромашины 3 в генераторном режиме производительность насоса 1 и давление в напорной магистрали 8 определяются разностью мощностей турбины 2 и электромашины 3. В этом режиме блок 15 также регулирует производительность насоса 1 путем изменения электрической мощности электромашины 3. Воздействуя соответствующим образом на преобразователь 5, блок 15 увеличивает отдаваемую в энергосистему электрическую мощность, если измеренное датчиком 9 давление в магистрали 8 превышает заданное, и уменьшает ее в обратном случае. When the electric machine 3 is in the generator mode, the capacity of the pump 1 and the pressure in the pressure line 8 are determined by the difference between the capacities of the turbine 2 and the electric machine 3. In this mode, the block 15 also regulates the capacity of the pump 1 by changing the electric power of the electric machine 3. By acting accordingly on the converter 5, the block 15 increases the electric power supplied to the power system if the pressure measured in the sensor 9 in the line 8 exceeds a predetermined one, and decreases it otherwise.
Предлагаемый способ управления применим также к приводам с газотурбинным двигателем, двигателем внутреннего сгорания или с другими тепловыми двигателями. В качестве электромашины привод может содержать синхронную, асинхронную электромашину или электромашину постоянного тока. В качестве преобразователя частоты 5 могут быть использованы, например, непосредственные вентильные преобразователи частоты [5] или [6]. The proposed control method is also applicable to drives with a gas turbine engine, an internal combustion engine, or with other heat engines. As an electric machine, the drive may comprise a synchronous, asynchronous electric machine or a direct current electric machine. As a frequency converter 5, for example, direct valve frequency converters [5] or [6] can be used.
На основе предлагаемого способа может осуществляться управление и в тех случаях, когда к тепловому двигателю привода подводится два или более потоков тепла, полученных с разными удельными затратами, и возврат рабочего тела производится двумя или более потоками с различной температурой. В этих случаях при расчетах по приведенным формулам в качестве bт должно использоваться средневзвешенное значение удельных затрат на подводимое тепло, а в качестве температуры Tотр - средневзвешенное значение температуры отработавшего рабочего тела по всем потокам возвращаемого тепла.Based on the proposed method, control can also be carried out in cases where two or more heat fluxes obtained at different unit costs are supplied to the heat engine of the drive, and the return of the working fluid is made by two or more flows with different temperatures. In these cases, when calculating according to the above formulas, the weighted average value of the specific costs of the heat input should be used as b t , and the weighted average temperature of the spent working fluid over all flows of returned heat should be used as the temperature T neg .
На основе предлагаемого способа также может осуществляться управление групповым приводом нескольких механизмов собственных нужд, содержащим помимо насоса 1 другие гидромашины, связанные с ним многоконтурной гидравлической схемой с гидроприводами. Такой групповой привод может содержать помимо электромашины 3 еще одну или более электрических машин. В этих случаях в формуле (4) в качестве Nэл должна использоваться суммарная электрическая мощность всех электромашин привода.Based on the proposed method, a group drive of several auxiliary mechanisms can also be controlled, containing, in addition to pump 1, other hydraulic machines associated with it with a multi-circuit hydraulic circuit with hydraulic drives. Such a group drive may contain, in addition to the electric machine 3, one or more electric machines. In these cases, in formula (4), the total electric power of all drive electric machines should be used as N el .
Как видно из изложенного, предлагаемый способ управления обеспечивает расширенный диапазон маневрирования электрической мощностью, охватывающий генераторный и двигательный режимы электромашины. Использование расширенных возможностей маневрирования электрической мощностью по предлагаемому способу позволяет минимизировать суммарные затраты теплоэнергоустановки на тепло и электроэнергию. Для этого требуется выполнить в реальном масштабе времени достаточно простые измерения и расчеты. As can be seen from the foregoing, the proposed control method provides an extended range of maneuvering electric power, covering the generator and motor modes of the electric machine. Using the advanced capabilities of maneuvering electric power according to the proposed method allows to minimize the total cost of heat and power installation for heat and electricity. This requires real-time, fairly simple measurements and calculations.
Промышленная применимость
Предлагаемый способ управления приводом был промоделирован на ЭВМ. Моделирование показало, что применение предложенного способа в локальных системах управления приводами собственных нужд теплоэнергоустановок позволяет реализовать оптимальное управление по критерию минимума суммарных затрат в энергосистеме, а ожидаемая среднегодовая экономия суммарных затрат условного топлива на привод механизма собственных нужд может составить от 10 до 40% в зависимости от условий применения в конкретной теплоэнергетической установке.Industrial applicability
The proposed drive control method was modeled on a computer. Modeling showed that the application of the proposed method in local control systems for drives of auxiliary needs of heat and power plants allows for optimal control by the criterion of minimum total costs in the power system, and the expected average annual savings of total costs of equivalent fuel for driving the mechanism of auxiliary needs can be from 10 to 40%, depending on application conditions in a specific heat and power plant.
Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1101562, МПК F 01 K 13/00, 1984 г.Sources of information
1. Auth. testimonial. USSR N 1101562, IPC F 01 K 13/00, 1984
2. Плетнев Г. П. Автоматизированное управление и защита теплоэнергетических установок электростанций. Энергоатомиздат, 1986, стр. 314, рис. 15.10. 2. Pletnev G. P. Automated control and protection of heat power plants of power plants. Energoatomizdat, 1986, p. 314, fig. 10/15.
3. Патент РФ N 2053376, МПК F 01 K 13/00, 1992 г. 3. RF patent N 2053376, IPC F 01 K 13/00, 1992
4. Патент РФ N 2053375, МПК F 01 K 13/00, 1993 г. (прототип)
5. Преобразователь частоты серии ТТС. Каталог 05.70.06-89. Информэлектро. Москва, 1989 г.4. RF patent N 2053375, IPC F 01 K 13/00, 1993 (prototype)
5. TTS series frequency converter. Catalog 05.70.06-89. Informelectro. Moscow, 1989
6. Авт. св. СССР N 1372543, МПК H 02 M 5/27, 1986 г. 6. Auth. St. USSR N 1372543, IPC H 02 M 5/27, 1986
Claims (1)
где bэ и bт - текущие значения удельных затрат на выработку электроэнергии в энергосистеме и на выработку подводимого к тепловому двигателю тепла соответственно; Тотр и Токр - абсолютные температуры отработанного рабочего тела теплового двигателя и окружающей среды соответственно; Qподв - удельный расход подводимого тепла на единицу механической мощности на валу теплового двигателя; с - отношение электрической мощности электромашины к механической мощности на валу теплового двигателя.A method for controlling an auxiliary mechanism drive of a heat power plant containing kinematically coupled heat engine and an electric machine connected to the power system through a frequency converter, which consists in controlling the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, returning the spent heat, adjusting the performance of the auxiliary mechanism and matching the electric machine with the power system by frequency conversion, characterized in that they change the electrical power of the electric machines in the range covering its motor and generator modes, by acting on the frequency converter, regulate the performance of the auxiliary mechanism by changing the electric power of the electric machine and increase or decrease the flow rate of the working fluid supplied to the heat engine, depending on whether the difference is positive or negative
where b e and b t are the current values of the unit costs for generating electricity in the power system and for generating heat supplied to the heat engine, respectively; T OTR and T OCD - the absolute temperature of the spent working fluid of the heat engine and the environment, respectively; Q sub - specific heat input per unit of mechanical power on the shaft of the heat engine; C is the ratio of the electric power of the electric machine to the mechanical power on the shaft of the heat engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106212A RU2151304C1 (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106212A RU2151304C1 (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2151304C1 true RU2151304C1 (en) | 2000-06-20 |
Family
ID=20217732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99106212A RU2151304C1 (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2151304C1 (en) |
-
1999
- 1999-03-25 RU RU99106212A patent/RU2151304C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103216314B (en) | Generating method employing ship waste heat recovery system and waste heat recovery system thereof | |
| US9003763B2 (en) | Compressed air energy system integrated with gas turbine | |
| EP0644647B1 (en) | An electrical power generating arrangement | |
| EP2501904B1 (en) | Power system | |
| EP2508418B1 (en) | Exhaust heat recovery-type ship propulsion device, ship equipped with same, and control method for exhaust heat recovery-type ship propulsion device | |
| US9586690B2 (en) | Hybrid turbo electric aero-propulsion system control | |
| CN100529377C (en) | Modular power generating system | |
| JP5462979B2 (en) | Control of thermal cycle process | |
| EP0121392A2 (en) | Method and means for peaking or peak power shaving | |
| Strah et al. | Speed and active power control of hydro turbine unit | |
| US4686378A (en) | Apparatus for generating heat and electricity | |
| DK177460B1 (en) | Propulsion system for ships with a large turbocharged two-stroke piston engine with waste heat recovery and operation of the operating system | |
| EP2835521B1 (en) | Vessel power-generation control device, vessel, and vessel power-generation control method | |
| RU2151304C1 (en) | Method for controlling drives of auxiliary mechanisms at heat-and-power generating plants | |
| JP2000274308A (en) | Operation control method for cogeneration system and cogeneration system | |
| JP2012125102A (en) | Power generation control device for ship, ship, and power generation control method for ship | |
| Li et al. | Marine three-shaft intercooled-cycle gas turbine engine transient thermodynamic simulation | |
| Jost et al. | Plant-wide control of a parabolic trough power plant with thermal energy storage | |
| RU56478U1 (en) | AUTOMATED DRIVE OF THE MECHANISM OF OWN NEEDS OF A HEAT-POWER INSTALLATION | |
| RU9017U1 (en) | AUTOMATED PUMP DRIVE FOR HEAT POWER INSTALLATION | |
| Lia et al. | Marine Three-shaft Intercooled-cycle Gas Turbine Engine Transient Thermodynamic Simulation Research | |
| JPS5817397A (en) | Fast breeder power plant | |
| JPS6115243B2 (en) | ||
| Tan et al. | A novel variable speed constant frequency generation system for steam turbine and boiler feed pump | |
| JP2005264850A (en) | Cogeneration device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090326 |