一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)；根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在±11r/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；若是，則通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻；若否，則控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。控制給水旁路開(kāi)度和汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度一同運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足機(jī)組一次調(diào)頻的要求的目的，根據(jù)實(shí)際情況選擇調(diào)頻模式，各模式均有汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度參與，可以滿(mǎn)足一次調(diào)頻的快速響應(yīng)的要求，避免了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻過(guò)程中受到邊界條件制約導(dǎo)致響應(yīng)一次調(diào)頻能力降低的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電控制領(lǐng)域，特別是涉及一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電是我國(guó)主要的發(fā)電方式，其負(fù)荷的調(diào)度對(duì)于發(fā)電成本具有很大的影響。
[0003]目前，火電機(jī)組改變負(fù)荷的可用方式包括改變鍋爐燃燒和改變汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度。其中，改變鍋爐燃燒的方式為調(diào)整機(jī)組出力的根本方式，該方式具有一定的遲延，但是能夠持續(xù)地改變機(jī)組負(fù)荷。而調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)可通過(guò)蓄熱的調(diào)整快速改變負(fù)荷，但是不具備能量的持續(xù)性。一次調(diào)頻功能是電網(wǎng)維持頻率穩(wěn)定的重要手段之一，一次調(diào)頻要求發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，因此，調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)是實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組一次調(diào)頻功能的基本手段和方式。
[0004]目前的大型火力發(fā)電機(jī)組一般多為超(超)臨界直流機(jī)組。此類(lèi)型的機(jī)組沒(méi)有汽包，機(jī)組蓄熱小，且為了提高經(jīng)濟(jì)性，機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)門(mén)一般開(kāi)度較大，蓄熱利用能力有限。因此，僅通過(guò)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的方式難以同時(shí)滿(mǎn)足大頻差時(shí)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力的要求和電源側(cè)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。而對(duì)于機(jī)組蓄熱的利用除了調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)外，目前通常利用機(jī)組蓄熱的手段包括以下手段:改變凝結(jié)水流量排擠低壓加熱器抽汽，實(shí)際上是利用了除氧器內(nèi)高品位的工質(zhì)置換井內(nèi)低品位工質(zhì)后能量差，使得該方式存在以下問(wèn)題:調(diào)頻動(dòng)作受制于除氧器容積，調(diào)頻過(guò)程中除氧器液位和熱井液位均會(huì)波動(dòng)較大，存在控制風(fēng)險(xiǎn);凝結(jié)水流量改變通過(guò)改變凝栗轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)時(shí)，功率響應(yīng)的滯后較大，難以滿(mǎn)足一次調(diào)頻的快速響應(yīng)要求;凝結(jié)水流量調(diào)整的空間隨負(fù)荷降低而變小，低負(fù)荷階段，凝栗還需要兼顧凝結(jié)水母管的用戶(hù)的穩(wěn)定，凝結(jié)水調(diào)頻能力受限。
[0005]因而，如何既能滿(mǎn)足一次調(diào)頻的要求，又能解決改變凝結(jié)水流量排擠低壓加熱器抽汽所存在的各問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)，可以既能滿(mǎn)足一次調(diào)頻的要求，又能解決改變凝結(jié)水流量排擠低壓加熱器抽汽所存在的各問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]—種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法，包括:
[0009]獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)；
[0010]根據(jù)所述汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0011]判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0012]若是，則通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻；
[0013]若否，則控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0014]優(yōu)選地，所述獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)包括:
[0015]實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷；
[0016]根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)；
[0017]根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)所述試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。
[0018]優(yōu)選地，所述獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值包括:
[0019]根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)所述當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值。
[0020]優(yōu)選地，所述通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻包括:
[0021 ]發(fā)電機(jī)組根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度；
[0022]同時(shí)，根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量。
[0023]優(yōu)選地，所述通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量包括:
[0024]根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置。
[0025]優(yōu)選地，還包括:
[0026]通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位。
[0027]優(yōu)選地，還包括:
[0028]判斷所述省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值；
[0029 ]若是，則閉鎖所述給水旁路開(kāi)啟的指令。
[0030]優(yōu)選地，在所述通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，還包括:
[0031]根據(jù)所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和動(dòng)作時(shí)間，對(duì)所述混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。
[0032]優(yōu)選地，還包括:
[0033]判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值；
[0034]若是，則發(fā)出允許所述混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)。
[0035]一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)，包括:
[0036]第一獲取模塊，用于獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)；
[0037]第二獲取模塊，用于根據(jù)所述汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在土11 r/m i η調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0038]第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0039]第一執(zhí)行模塊，用于在所述第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，以及，在所述第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率未超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0040]優(yōu)選地，所述第一獲取模塊包括:
[0041]第一獲取單元，用于實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷；
[0042]第二獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)；
[0043]第三獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)所述試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。
[0044]優(yōu)選地，所述第二獲取模塊包括:
[0045]第四獲取單元，用于獲取所述第三獲取單元所獲取的當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)；
[0046]計(jì)算單元，用于根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)所述當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在± I lr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值。
[0047]優(yōu)選地，所述第一執(zhí)行模塊包括:
[0048]發(fā)電機(jī)組第一控制單元，用于根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度；
[0049]發(fā)電機(jī)組第二控制單元，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量；
[0050]發(fā)電機(jī)組第三控制單元，用于控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0051 ]優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)組第二控制單元包括:
[0052]抽汽調(diào)門(mén)控制器，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置；
[0053]虛假水位控制器，用于通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位。
[0054]優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)組第二控制單元還包括:
[0055]判斷器，用于判斷所述省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值；
[0056]執(zhí)行部，用于在所述判斷器判定所述省煤器進(jìn)出口的溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值時(shí)，閉鎖所述給水旁路開(kāi)啟的指令。
[0057]優(yōu)選地，還包括:
[0058]機(jī)組蓄能恢復(fù)模塊，用于在所述第一執(zhí)行模塊在通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，根據(jù)所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和發(fā)生一次調(diào)頻的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)所述混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。
[0059]優(yōu)選地，還包括:
[0060]第二判斷模塊，用于判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值；
[0061]第二執(zhí)行模塊，用于在所述第二判斷模塊判定機(jī)組蓄能完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值時(shí)，發(fā)出允許所述混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)。
[0062]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0063]本發(fā)明所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法，包括:獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù);根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在± I lr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值;判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值;若是，則通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻;若否，則控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。首先獲取汽輪機(jī)的調(diào)頻能力，以得知單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的方式所能滿(mǎn)足的一次調(diào)頻能力的需求，并據(jù)此設(shè)置調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，當(dāng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力要求較小時(shí)，單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度即可實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻;而在大頻差時(shí)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力的要求較高時(shí)，即此時(shí)電網(wǎng)頻率超過(guò)了調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，則采用控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，控制給水旁路開(kāi)度即控制給水旁路流經(jīng)高壓加熱器的給水流量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量，從而改變機(jī)組負(fù)荷，和汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度一同運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足機(jī)組一次調(diào)頻的要求的目的。調(diào)頻動(dòng)作不受制于除氧器，降低了控制風(fēng)險(xiǎn)，且根據(jù)實(shí)際情況選擇調(diào)頻模式，且各模式均有汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度參與，可以滿(mǎn)足一次調(diào)頻的快速響應(yīng)的要求，避免了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻過(guò)程中受到邊界條件制約導(dǎo)致響應(yīng)一次調(diào)頻能力降低的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0064]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0065]圖1為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法流程圖；
[0066]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的1000MW機(jī)組高壓加熱回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的調(diào)頻范圍在線(xiàn)區(qū)分的控制邏輯示意圖；
[0068]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的調(diào)頻范圍在線(xiàn)區(qū)分的動(dòng)作邏輯示意圖；
[0069]圖5為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的#0高壓加熱器抽汽動(dòng)作配合方式邏輯示意圖；
[0070]圖6為本發(fā)明一種實(shí)施方式中給水溫度保護(hù)設(shè)置邏輯示意圖；
[0071]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施方式中省煤器蓄能間隔時(shí)間設(shè)置邏輯示意圖；
[0072]圖8為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的TD-OFF功能邏輯示意圖；
[0073]圖9為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]本發(fā)明的核心是提供一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)，既能滿(mǎn)足一次調(diào)頻的要求，又能解決改變凝結(jié)水流量排擠低壓加熱器抽汽所存在的各問(wèn)題。
[0075]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0076]在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】的限制。
[0077]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法流程圖。
[0078]本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】提供了一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法，包括:
[0079]SI I:獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)；
[0080]S12:根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0081]S13:判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值；
[0082]S14:若是，則通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻；
[0083]S15:若否，則控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0084]首先獲取汽輪機(jī)的調(diào)頻能力，以得知單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的方式所能滿(mǎn)足的一次調(diào)頻能力的需求，并據(jù)此設(shè)置調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，當(dāng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力要求較小時(shí)，單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度即可實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻;而在大頻差時(shí)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力的要求較高時(shí)，即此時(shí)電網(wǎng)頻率超過(guò)了調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，則采用控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，控制給水旁路開(kāi)度即控制給水旁路流經(jīng)高壓加熱器的給水流量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量，從而改變機(jī)組負(fù)荷，和汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度一同運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足機(jī)組在± I lr/min全范圍內(nèi)一次調(diào)頻的要求的目的。當(dāng)減少流經(jīng)高壓加熱器給水流量時(shí)，使得高壓加熱器排擠汽輪機(jī)抽汽，達(dá)到機(jī)組負(fù)荷快速上升的目的。輪機(jī)調(diào)門(mén)一次調(diào)頻能力余量不足時(shí)，該方法在保障汽輪機(jī)調(diào)門(mén)通流經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，可以利用改變流行高壓加熱器的給水流量來(lái)調(diào)整機(jī)組負(fù)荷。由于動(dòng)作不受制于除氧器，降低了控制風(fēng)險(xiǎn)，且根據(jù)實(shí)際情況選擇調(diào)頻模式，且各模式均有汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度參與，可以滿(mǎn)足一次調(diào)頻的快速響應(yīng)的要求，避免了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻過(guò)程中受到邊界條件制約導(dǎo)致響應(yīng)一次調(diào)頻能力降低的問(wèn)題。
[0085]需要說(shuō)明的是，所謂的一次調(diào)頻指的是通過(guò)各原動(dòng)機(jī)、調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)各發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速，以使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨系統(tǒng)頻率而變動(dòng)。所謂的高壓加熱器指的是利用汽輪機(jī)的部分抽氣對(duì)給水進(jìn)行加熱的裝置。汽輪機(jī)調(diào)閥指的是一種按照單元控制指令改變進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，以使汽輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)符合運(yùn)行要求的閥門(mén)。
[0086]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，以一1000MW火電的設(shè)計(jì)方案為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的100Mff機(jī)組高壓加熱回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括#0高壓加熱器?3#高壓加熱器四個(gè)高壓加熱器，且四個(gè)高壓加熱器依次串聯(lián)，3#高壓加熱器背離2#高壓加熱器的一端連接除氧器，#0高壓加熱器背離1#高壓加熱器的一端連接省煤器，而給水旁路一端連接在2#高壓加熱器和3#高壓加熱器的公共端，給水旁路的輸出端連接省煤器。
[0087]在本實(shí)施方式中，利用省煤器熱容，通過(guò)改變進(jìn)入#0、#1和#2高壓加熱器內(nèi)的給水來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量，從而改變機(jī)組負(fù)荷，滿(mǎn)足機(jī)組一次調(diào)頻的要求。在調(diào)整過(guò)程中，給水溫度將會(huì)發(fā)生變化，考慮到超臨界機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的一次調(diào)頻余量有限，而給水旁路響應(yīng)具有一定的延時(shí)，需要將兩者結(jié)合起來(lái)使用。
[0088]請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的調(diào)頻范圍在線(xiàn)區(qū)分的控制邏輯示意圖。
[0089]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)包括:
[0090]實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷;根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù);根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。
[0091]其中，由于發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻能力主要由其汽輪機(jī)機(jī)前壓力水平?jīng)Q定的，當(dāng)確定了滑壓曲線(xiàn)后即確定了發(fā)電機(jī)組在不同負(fù)荷段的調(diào)頻能力，該調(diào)頻能力可通過(guò)在不同負(fù)荷段的實(shí)際動(dòng)作試驗(yàn)確定，根據(jù)在不同負(fù)荷段的實(shí)際動(dòng)作試驗(yàn)所確定的函數(shù)即為上述的預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)。
[0092]發(fā)電機(jī)組并不總運(yùn)行在設(shè)定的壓力曲線(xiàn)值上，而是在設(shè)定的壓力曲線(xiàn)值附近波動(dòng)，在預(yù)設(shè)壓力值基礎(chǔ)上的壓力偏差將導(dǎo)致調(diào)頻能力的變化，因此可以通過(guò)實(shí)際動(dòng)作試驗(yàn)來(lái)確定發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)實(shí)際壓力和設(shè)定的壓力曲線(xiàn)的對(duì)應(yīng)各壓力值的偏差，并根據(jù)獲得的壓力偏差作為參數(shù)確定調(diào)頻能力修正算法，通過(guò)該調(diào)頻能力修正算法來(lái)根據(jù)各壓力值的偏差來(lái)修正機(jī)組調(diào)頻能力。
[0093]獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值包括:根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，以把機(jī)組的±llr/min調(diào)頻范圍根據(jù)機(jī)組調(diào)門(mén)在線(xiàn)的調(diào)頻能力區(qū)分為調(diào)門(mén)調(diào)頻區(qū)間和混合調(diào)頻區(qū)間。
[0094]在本實(shí)施方式中，調(diào)頻范圍在線(xiàn)區(qū)分的控制邏輯如圖3所示，通過(guò)常規(guī)的一次調(diào)頻試驗(yàn)，獲取機(jī)組負(fù)荷和調(diào)門(mén)調(diào)頻能力的函數(shù)I，該函數(shù)I經(jīng)過(guò)主蒸汽壓力、當(dāng)前調(diào)門(mén)開(kāi)度和機(jī)組負(fù)荷的調(diào)頻能力修正算法的修正，即將函數(shù)I與該調(diào)頻能力修正算法進(jìn)行乘法計(jì)算，獲得當(dāng)前工況下調(diào)閥的最大調(diào)頻能力函數(shù)2，按不等率要求折算出的頻率區(qū)分點(diǎn)將函數(shù)2和調(diào)頻目標(biāo)(電網(wǎng)頻率)，對(duì)調(diào)頻模式進(jìn)行區(qū)分，當(dāng)比較結(jié)果超出區(qū)分點(diǎn)時(shí)，則為混合調(diào)頻模式，否則為調(diào)門(mén)調(diào)頻模式。
[0095]請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的調(diào)頻范圍在線(xiàn)區(qū)分的動(dòng)作邏輯示意圖。
[0096]圖3所示的邏輯示意圖對(duì)調(diào)頻范圍進(jìn)行了區(qū)分，而在本實(shí)施方式中，定義了在不同調(diào)頻模式下，機(jī)組的動(dòng)作邏輯。機(jī)組根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)改變汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的開(kāi)度，用以響應(yīng)和完成機(jī)組的一次調(diào)頻動(dòng)作。在混合調(diào)頻模式下，機(jī)組根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)改變汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的開(kāi)度，同時(shí)根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)開(kāi)啟給水旁路，兩者共同完成機(jī)組的一次調(diào)頻動(dòng)作。如圖4所示，左半部分為常規(guī)的一次調(diào)頻邏輯，根據(jù)電網(wǎng)頻率和預(yù)設(shè)的函數(shù)對(duì)汽機(jī)主控、鍋爐主控以及調(diào)門(mén)開(kāi)度進(jìn)行一次調(diào)頻;右側(cè)部分表示，如果處于混合調(diào)頻模式時(shí)，則給水旁路將根據(jù)目標(biāo)函數(shù)開(kāi)啟，否則開(kāi)度指令為O。
[0097]通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻包括:發(fā)電機(jī)組根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度；同時(shí)，根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量。
[0098]在本實(shí)施方式中，為了準(zhǔn)確地獲得調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，首先要進(jìn)行給水旁路調(diào)頻能力的試驗(yàn):
[0099]I.I給水旁路調(diào)頻能力的試驗(yàn)
[0100](I)給水旁路調(diào)頻能力特性試驗(yàn)方法
[0101]機(jī)組AGC和協(xié)調(diào)模式撤出，一次調(diào)頻撤出，使得鍋爐和汽輪機(jī)均處于手動(dòng)狀態(tài)，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行在500MW，等待系統(tǒng)穩(wěn)定后，將汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速?gòu)?qiáng)制至2989轉(zhuǎn)，投并通過(guò)函數(shù)設(shè)定將給水旁路全開(kāi)。觀(guān)察并記錄機(jī)組負(fù)荷變化的趨勢(shì)和幅度，Imin后將轉(zhuǎn)速恢復(fù)為3000rpm，獲得該負(fù)荷段下，給水旁路調(diào)頻特性下，負(fù)荷響應(yīng)幅度和速率。然后，在其他各負(fù)荷段下完成該試驗(yàn)，以在各負(fù)荷段下確定給水旁路邊界條件。
[0102](2)給水旁路調(diào)頻方式節(jié)能效益試驗(yàn)
[0103]首先，開(kāi)展機(jī)組各負(fù)荷段下最大調(diào)頻能力試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)要求機(jī)組AGC撤出，協(xié)調(diào)模式投入，一次調(diào)頻投入，系統(tǒng)穩(wěn)定后，改變汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至2989轉(zhuǎn)，觀(guān)察并記錄一次調(diào)頻響應(yīng)能力。
[0104]其次，提升各負(fù)荷段壓力設(shè)定值A(chǔ)Mpa，重復(fù)該試驗(yàn)，獲得壓力提升后的機(jī)組一次調(diào)頻能力提升幅度并且獲得機(jī)組煤耗變化。
[0105]最后，依據(jù)該試驗(yàn)獲得壓力提升對(duì)機(jī)組一次調(diào)頻的能力提升及煤耗變化的關(guān)系，為給水旁路調(diào)頻方式的加入提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0106](3)#0高加抽汽調(diào)閥能力試驗(yàn)
[0107]試驗(yàn)狀態(tài)如(I)中所示，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，直接關(guān)閉#0高壓加熱器抽汽調(diào)閥，觀(guān)察并記錄負(fù)荷響應(yīng)幅度及速率。
[0108]1.2給水旁路調(diào)頻的邊界控制條件
[0109]I)省煤器進(jìn)口給水溫降或溫降率超出鍋爐設(shè)備允許范圍。
[0110]2)負(fù)荷響應(yīng)到位時(shí)閉鎖或者關(guān)閉給水旁路調(diào)節(jié)閥門(mén)。
[0111]3)省煤器蓄熱補(bǔ)充期間閉鎖旁路閥控制功能。
[0112]上述給水旁路調(diào)頻能力的試驗(yàn)的目的在于，是為了得到準(zhǔn)確的給水旁路調(diào)節(jié)方式下的調(diào)頻能力和邊界約束條件，根據(jù)該能力來(lái)修正滑壓曲線(xiàn)目標(biāo)調(diào)整調(diào)門(mén)的能力閾值。
[0113]1.3給水旁路調(diào)頻與常規(guī)調(diào)頻模式的混合調(diào)頻方法
[0114]I)在滿(mǎn)足機(jī)組一次調(diào)頻最大能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)1.1和1.2中的試驗(yàn)結(jié)論，即指的是不同負(fù)荷段的給水旁路階躍全開(kāi)動(dòng)作試驗(yàn)，可以得出省煤器進(jìn)出口溫度的下降速率和幅度。并和預(yù)設(shè)到的允許范圍進(jìn)行比對(duì)，定量的優(yōu)化機(jī)組滑壓曲線(xiàn)，以確定給水旁路調(diào)頻區(qū)間，為給水旁路設(shè)計(jì)邊界運(yùn)行條件。
[0115]2)混合調(diào)頻模式試驗(yàn)方法
[0116]機(jī)組AGC撤出，處于協(xié)調(diào)控制模式，一次調(diào)頻投入，等待機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定后，強(qiáng)制汽機(jī)轉(zhuǎn)速2989轉(zhuǎn)，機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)動(dòng)作，主汽調(diào)閥動(dòng)作，給水旁路動(dòng)作，Imin恢復(fù)汽機(jī)轉(zhuǎn)速至3000轉(zhuǎn)，觀(guān)察并記錄該模式一次調(diào)頻響應(yīng)效果，并完成該模式下各負(fù)荷段一次調(diào)頻試驗(yàn)。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)實(shí)際滑壓曲線(xiàn)再次優(yōu)化，進(jìn)而得到機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和一次調(diào)頻能力達(dá)標(biāo)的合理狀態(tài)。
[0117]請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的#0高壓加熱器抽汽動(dòng)作配合方式邏輯示意圖。
[0118]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在上述1000MW機(jī)組高壓加熱回?zé)嵯到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量包括:
[0119]根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置。
[0120]通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位，這是因?yàn)閴毫焖傧陆禃r(shí)，高壓水會(huì)閃蒸，會(huì)呈現(xiàn)水位快速上升的假象，當(dāng)水位超過(guò)一定限制時(shí)，將解列整組高加。
[0121]#0高壓加熱器作為中低負(fù)荷段的給水加熱器，其裝備了可以快速調(diào)節(jié)的調(diào)門(mén)。當(dāng)機(jī)組處于混合調(diào)頻模式時(shí)，根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0抽汽閥門(mén)到一定位置。需要在控制中注意的是，#0高壓加熱器中壓力的快速下降，可能導(dǎo)致虛假水位的產(chǎn)生，因此需要對(duì)#0高壓加熱器水位的保護(hù)進(jìn)行一定的處理，其保護(hù)處理的邏輯如圖5所示，在混合調(diào)頻模式下，#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)將參與調(diào)頻動(dòng)作，否則不參與調(diào)頻動(dòng)作。在混合調(diào)頻模式下，根據(jù)電網(wǎng)頻率信號(hào)和對(duì)應(yīng)的函數(shù)得到#0高壓加熱器抽汽調(diào)閥指令疊加量，即該疊加量根據(jù)電網(wǎng)頻率函數(shù)給出，#0高壓加熱器水位三選值根據(jù)高加水位到保護(hù)定值的單向閉鎖邏輯獲得#0高壓加熱器水位至保護(hù)值。
[0122]請(qǐng)參考圖6，圖6為本發(fā)明一種實(shí)施方式中給水溫度保護(hù)設(shè)置邏輯示意圖。
[0123]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，該方法還包括:
[0124]判斷省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值。
[0125]若是，則閉鎖給水旁路開(kāi)啟的指令。
[0126]這是由于當(dāng)溫降速率過(guò)快時(shí)會(huì)超出水冷壁材料的溫變應(yīng)力許用范圍，造成材料疲勞;而溫度過(guò)低則破壞了鍋爐內(nèi)燃水比的平衡，造成控制波動(dòng)。
[0127]在本實(shí)施方式中，如圖6所示，圖6中的函數(shù)I指的是不同負(fù)荷下所允許的省煤器入口溫度的下降幅度函數(shù)；函數(shù)2指的是不同負(fù)荷下所允許的省煤器出口溫度的下降幅度函數(shù)。在本實(shí)施方式中，機(jī)組負(fù)荷通過(guò)函數(shù)I的計(jì)算并與省煤器入口溫度進(jìn)行比較，以判斷省煤器入口溫度是否超出其下降幅度閾值;機(jī)組負(fù)荷通過(guò)函數(shù)2的計(jì)算并與省煤器出口溫度進(jìn)行比較，以判斷省煤器出口溫度是否超出其下降幅度閾值;對(duì)省煤器入口溫度以及省煤器出口溫度分別進(jìn)行超速率判斷。并對(duì)上述四種判斷的結(jié)果取或運(yùn)算，即只要省煤器入口溫度超過(guò)其下降幅度閾值、省煤器入口溫度超過(guò)其下降幅度閾值、省煤器入口溫度超過(guò)預(yù)設(shè)下降速率和省煤器出口溫度超過(guò)預(yù)設(shè)下降速率中的任一種情況出現(xiàn)，則給水旁路指令閉鎖。
[0128]請(qǐng)參考圖7，圖7為本發(fā)明一種實(shí)施方式中省煤器蓄能間隔時(shí)間設(shè)置邏輯示意圖。
[0129]在本發(fā)明上述任一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明一種實(shí)施方式中，在通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，還包括:
[0130]根據(jù)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和發(fā)生一次調(diào)頻的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。
[0131]進(jìn)一步地，還包括:
[0132]判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值；
[0133]若是，則發(fā)出允許混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)。
[0134]如圖7所示，在圖7中，函數(shù)I指的是不同負(fù)荷下，允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器入口溫度極限值函數(shù)；函數(shù)2為不同負(fù)荷下允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器出口溫度極限值函數(shù)。機(jī)組負(fù)荷經(jīng)過(guò)函數(shù)I的計(jì)算得出此時(shí)允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器入口溫度極限值，并與省煤器入口溫度進(jìn)行比較，得到第一比較結(jié)果;機(jī)組負(fù)荷經(jīng)過(guò)函數(shù)2的計(jì)算得出此時(shí)允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器出口溫度極限值，并與省煤器出口溫度進(jìn)行比較，得到第二比較結(jié)果;混合調(diào)頻模式動(dòng)作經(jīng)過(guò)TD-OFF函數(shù)的計(jì)算，得出第三計(jì)算結(jié)果;將第一比較結(jié)果、第二比較結(jié)果和第三計(jì)算結(jié)果進(jìn)行與計(jì)算，以判斷混合調(diào)頻模式是否獲得投入允許。即當(dāng)同時(shí)滿(mǎn)足省煤器入口溫度小于允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器入口溫度極限值、省煤器出口溫度小于允許利用蓄熱進(jìn)行調(diào)頻的省煤器出口溫度極限值和混合調(diào)頻模式動(dòng)作延時(shí)正常的情況下，才允許混合調(diào)頻模式投入使用。
[0135]其中，TD-OFF的功能請(qǐng)參考圖8，圖8為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的TD-OFF功能邏輯示意圖。
[0136]本實(shí)施方式對(duì)省煤器蓄能的間隔進(jìn)行了上述設(shè)置。這是由于在一次混合調(diào)頻動(dòng)作后，由于省煤器熱容的釋放，機(jī)組不具備連續(xù)的調(diào)頻能力，因此，此時(shí)需要設(shè)置閉鎖邏輯以盡快恢復(fù)機(jī)組蓄熱和調(diào)頻能力。為了防止在機(jī)組蓄熱不足以致調(diào)頻能力不足時(shí)誤投入使用，因此，機(jī)組可以實(shí)時(shí)判斷蓄能是否達(dá)到預(yù)設(shè)的要求。
[0137]請(qǐng)參考圖9，圖9為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0138]相應(yīng)地，本發(fā)明一種實(shí)施方式還提供了一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)，包括:第一獲取模塊I，用于獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù);第二獲取模塊2，用于根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值;第一判斷模塊3，用于判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值;第一執(zhí)行模塊4，用于在第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，以及，在第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率未超過(guò)調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0139]首先獲取汽輪機(jī)的調(diào)頻能力，以得知單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的方式所能滿(mǎn)足的一次調(diào)頻能力的需求，并據(jù)此設(shè)置調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，當(dāng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力要求較小時(shí)，單獨(dú)調(diào)整汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度即可實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻;而在大頻差時(shí)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力的要求較高時(shí)，即此時(shí)電網(wǎng)頻率超過(guò)了調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值，則采用控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，控制給水旁路開(kāi)度即控制給水旁路流經(jīng)高壓加熱器的給水流量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量，從而改變機(jī)組負(fù)荷，和汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度一同運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足機(jī)組在± I lr/min全范圍內(nèi)一次調(diào)頻的要求的目的。當(dāng)減少流經(jīng)高壓加熱器給水流量時(shí)，使得高壓加熱器排擠汽輪機(jī)抽汽，達(dá)到機(jī)組負(fù)荷快速上升的目的。輪機(jī)調(diào)門(mén)一次調(diào)頻能力余量不足時(shí)，該方法在保障汽輪機(jī)調(diào)門(mén)通流經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，可以利用改變流行高壓加熱器的給水流量來(lái)調(diào)整機(jī)組負(fù)荷。由于動(dòng)作不受制于除氧器，降低了控制風(fēng)險(xiǎn)，且根據(jù)實(shí)際情況選擇調(diào)頻模式，且各模式均有汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度參與，可以滿(mǎn)足一次調(diào)頻的快速響應(yīng)的要求，避免了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻過(guò)程中受到邊界條件制約導(dǎo)致響應(yīng)一次調(diào)頻能力降低的問(wèn)題。
[0140]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，第一獲取模塊包括:第一獲取單元，用于實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷;第二獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù);第三獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。
[0141]其中，第二獲取模塊包括:第四獲取單元，用于獲取第三獲取單元所獲取的當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù);計(jì)算單元，用于根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在± I lr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值。
[0142]第一執(zhí)行模塊包括:發(fā)電機(jī)組第一控制單元，用于根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度;發(fā)電機(jī)組第二控制單元，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量;發(fā)電機(jī)組第三控制單元，用于控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。
[0143]發(fā)電機(jī)組第二控制單元包括:抽汽調(diào)門(mén)控制器，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置;虛假水位控制器，用于通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位。
[0144]發(fā)電機(jī)組第二控制單元還包括:判斷器，用于判斷省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值;執(zhí)行部，用于在判斷器判定省煤器進(jìn)出口的溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值時(shí)，閉鎖給水旁路開(kāi)啟的指令。
[0145]在上述任一系統(tǒng)實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)還包括:機(jī)組蓄能恢復(fù)模塊，用于在第一執(zhí)行模塊在通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，根據(jù)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和發(fā)生一次調(diào)頻的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。
[0146]進(jìn)一步，該系統(tǒng)還包括:第二判斷模塊，用于判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值;第二執(zhí)行模塊，用于在第二判斷模塊判定機(jī)組蓄能完成，以及省煤器進(jìn)出口溫度達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值時(shí)，發(fā)出允許混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)
[0147]由于本發(fā)明系統(tǒng)中的各實(shí)施方式和上述方法中的各實(shí)施方式是相對(duì)應(yīng)的，因此本發(fā)明火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)的各實(shí)施方式中的技術(shù)方案所起到的作用與相應(yīng)的方法實(shí)施方式中的技術(shù)方案所起的作用相同，在此便不再贅述。
[0148]綜上所述，本發(fā)明所提供的火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)。調(diào)頻范圍的區(qū)分，即在一次調(diào)頻的全程調(diào)節(jié)范圍內(nèi)根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的實(shí)時(shí)調(diào)頻能力，將一次調(diào)頻動(dòng)作范圍劃分為調(diào)門(mén)調(diào)頻區(qū)域和混合調(diào)頻區(qū)域，從而分別采用單獨(dú)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，或，同時(shí)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，充分利用省煤器的蓄熱，結(jié)合主汽調(diào)閥和給水旁路的混合調(diào)頻模式能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)一次調(diào)頻能力需求，減少了由于長(zhǎng)期壓力提升帶來(lái)的對(duì)設(shè)備影響，降低了主汽調(diào)閥的壓損和機(jī)組煤耗，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益提升，同時(shí)減少了由于壓力提升帶來(lái)的負(fù)荷調(diào)節(jié)過(guò)程中機(jī)組超壓運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。
[0149]其次，#0高壓加熱器抽汽動(dòng)作配合過(guò)程中加熱器水位保護(hù)回路的優(yōu)化，即在抽汽調(diào)門(mén)快速關(guān)閉的過(guò)程中，通過(guò)單向回路閉鎖，此處的單向回路指的是#0高加水位至保護(hù)回路的值，在快關(guān)#0抽汽門(mén)的時(shí)間內(nèi)，只許下降，不許上升，這是因?yàn)?0高加位于第一級(jí)，在快關(guān)#0抽汽門(mén)時(shí)，由于抽汽流量的減小，水位只可能下降，如果出現(xiàn)測(cè)量上的上升，則是由于虛假水位產(chǎn)生的，因此予以單向閉鎖。
[0150]虛假水位防止由于水位高而撤出高壓加熱器。
[0151]省煤器蓄能的間隔設(shè)置，即當(dāng)一次混合調(diào)頻動(dòng)作后，由于省煤器熱容的釋放，機(jī)組已不具備連續(xù)的調(diào)頻能力，此時(shí)需要設(shè)置閉鎖邏輯已盡快恢復(fù)機(jī)組蓄熱和調(diào)頻能力。
[0152]對(duì)于擁有補(bǔ)氣閥的機(jī)組，降低甚至閉鎖了補(bǔ)汽閥的開(kāi)度，使機(jī)組避免了由于開(kāi)啟補(bǔ)汽閥引發(fā)的氣流激振等振動(dòng)問(wèn)題。
[0153]低負(fù)荷段凝結(jié)水調(diào)頻技術(shù)受到凝結(jié)水用戶(hù)，除氧器、熱井液位及凝結(jié)水流量降低的影響，造成其節(jié)流范圍變小，使得其調(diào)頻能力惡化。本發(fā)明給水旁路調(diào)頻技術(shù)彌補(bǔ)了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻過(guò)程中，受到邊界條件制約導(dǎo)致響應(yīng)一次調(diào)頻能力降低的問(wèn)題。
[0154]以上對(duì)本發(fā)明所提供一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制方法，其特征在于，包括: 獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)； 根據(jù)所述汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值； 判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值； 若是，則通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻； 若否，則控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)包括: 實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷； 根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)； 根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)所述試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值包括: 根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)所述當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻包括: 發(fā)電機(jī)組根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度； 同時(shí)，根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量包括: 根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括: 通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括: 判斷所述省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值； 若是，則閉鎖所述給水旁路開(kāi)啟的指令。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，還包括: 根據(jù)所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和發(fā)生一次調(diào)頻的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)所述混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括: 判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值； 若是，則發(fā)出允許所述混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)。10.一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于獲取汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)； 第二獲取模塊，用于根據(jù)所述汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的調(diào)頻能力參數(shù)，獲取發(fā)電機(jī)組在± I lr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值； 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率是否超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值； 第一執(zhí)行模塊，用于在所述第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻，以及，在所述第一判斷模塊判定當(dāng)前工況下電網(wǎng)頻率未超過(guò)所述調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值時(shí)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一獲取模塊包括: 第一獲取單元，用于實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)組負(fù)荷； 第二獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力試驗(yàn)函數(shù)，獲取試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)； 第三獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻能力修正算法，對(duì)所述試驗(yàn)工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行修正，獲取當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二獲取模塊包括: 第四獲取單元，用于獲取所述第三獲取單元所獲取的當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)； 計(jì)算單元，用于根據(jù)不等率要求函數(shù)對(duì)所述當(dāng)前工況下汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的最大調(diào)頻能力參數(shù)進(jìn)行折算，得出發(fā)電機(jī)組在±llr/min調(diào)頻范圍內(nèi)的調(diào)門(mén)調(diào)頻閾值。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一執(zhí)行模塊包括: 發(fā)電機(jī)組第一控制單元，用于根據(jù)頻率信號(hào)目標(biāo)的大小，控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度； 發(fā)電機(jī)組第二控制單元，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，利用發(fā)電機(jī)組的省煤器的熱容，通過(guò)改變進(jìn)入高壓加熱器內(nèi)的給水量來(lái)排擠高壓加熱器的抽汽量； 發(fā)電機(jī)組第三控制單元，用于控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度的調(diào)門(mén)調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組第二控制單元包括: 抽汽調(diào)門(mén)控制器，用于根據(jù)調(diào)頻目標(biāo)的大小，超馳關(guān)閉#0高壓加熱器的抽汽調(diào)門(mén)至預(yù)設(shè)位置； 虛假水位控制器，用于通過(guò)單相回路閉鎖#0高壓加熱器中的虛假水位。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組第二控制單元還包括: 判斷器，用于判斷所述省煤器進(jìn)出口的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值； 執(zhí)行部，用于在所述判斷器判定所述省煤器進(jìn)出口的溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值，或，溫降速率高于預(yù)設(shè)溫降閾值時(shí)，閉鎖所述給水旁路開(kāi)啟的指令。16.根據(jù)權(quán)利要求10至15任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 機(jī)組蓄能恢復(fù)模塊，用于在所述第一執(zhí)行模塊在通過(guò)控制汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度和控制給水旁路開(kāi)度的混合調(diào)頻模式進(jìn)行一次調(diào)頻之后，根據(jù)所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷、省煤器進(jìn)出口溫度和發(fā)生一次調(diào)頻的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)所述混合調(diào)頻模式進(jìn)行閉鎖設(shè)置，恢復(fù)機(jī)組蓄能。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二判斷模塊，用于判斷機(jī)組蓄能是否完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值； 第二執(zhí)行模塊，用于在所述第二判斷模塊判定機(jī)組蓄能完成，以及所述省煤器進(jìn)出口溫度達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度閾值時(shí)，發(fā)出允許所述混合調(diào)頻模式投入使用的控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】F01D17/00GK106065791SQ201610600386
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】尹峰, 陳波, 陳利躍, 羅志浩, 丁寧, 張永軍, 丁俊宏
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司