[发明专利]用于控制蒸汽发电站的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有发电机和涡轮机的蒸汽发电站（Dampfkraftwerk）的方法。

背景技术

蒸汽发电站的主要贡献是联合电网以及岛状电网中的电压和频率稳定化。为了达到这些稳定化需求，蒸汽发电站的控制策略必须满足最高要求。在此，这些控制策略特别是在电网故障和快速负载改变的情况下是重要的。

如果例如发电机的转速剧烈地偏离标称值并且机器陷入滑动（Schlüpfen）或发电机的轴系滑动的危险并且涡轮机由于转速过高而受到威胁，则整个蒸汽发电站必须有针对性地从相关电网中去耦合并且根据自身需求关断，使得该蒸汽发电站可以尽可能快地再次供电网结构使用。在这样的负载减少（Lastabwurf）以后，发电机端子处的功率在短时间内降低到非常小的值。为了使轴系不由于发电机实际功率的这种减小而被剧烈地加速，必须快速地关闭相关涡轮机的阀门。在负载减少以后，发电机端子处的电功率通常较长时间地保持在低值。

而在下面被称为短路中断的故障情况是发电站附近的通常为3极的电网短路，该电网短路仅仅持续几百ms。在这样的电网故障情况下，发电机端子处的功率由于所述电压跌落短时间地等于0。如果该短路可以在至少150ms的故障排除时间内被清除，则发电机将继续把有功功率和无功功率馈入到电网中，以便对频率和电压进行稳定。也就是说，如果该短路存在150ms或更短的时间，则既不应该有轴系滑动、也不应该关断相关的涡轮机。在许多蒸汽发电站中，可能的故障排除时间还要明显更短。

对蒸汽发电站的控制必须对两种故障情况做出反应，其中所存在的问题是，在相应的开始时期不能区分功率减少和短路中断的问题，因为在这两种情况下，发电机端子处的功率都下降。另外所存的问题还有，尽管在短路中断的情况下，电功率在故障排除以后回归，随后必须继续运行涡轮机，但是电功率在后面的时间分布中多次摆动经过其过零点，使得在低于预先定义的功率极限值的情况下，公知的控制器再次识别出故障情况。在每次识别到故障的情况下，尤其是在公知的蒸汽发电站的情况下，通过快速关断相关阀门来使相关涡轮机的功率降低。蒸汽涡轮机的这种阀门快速传动（Ventilschnellgang）可能由于发电机有功功率在短路中断以后的所述摆动经过零点而多次被相继起动。由此，涡轮机功率以及因此到电网中的有功功率馈入在几秒钟的相当长的时间内被剧烈降低。

在多个蒸汽发电站中出现该问题的情况下，导致不能容许的负载流问题和频率问题。在出现这种故障的情况下，蒸汽发电站必须在几百ms的时间范围内确保电网的频率和电压稳定性。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种用于控制具有发电机和涡轮机的蒸汽发电站的方法，其中基本上避免上述问题并且尤其是保证在相关电网中在负载减少以及在短路中断的情况下的电压和频率稳定性。

根据本发明，该任务利用根据权利要求1所述的用于控制具有发电机和涡轮机的蒸汽发电站的方法来解决。另外，该任务利用根据权利要求8所述的用于控制蒸汽发电站的装置来解决。本发明的有利改进方案在从属权利要求中描述。

根据本发明的用于控制具有发电机和涡轮机的蒸汽发电站的方法包括下列步骤：提供第一信号，该第一信号显示发电机的实际功率的减小；根据第一信号产生第二信号，该第二信号显示短路中断；在预先确定的第一时间间隔以后使第二信号复位并且在预先确定的第二时间间隔内阻塞第二信号；根据第二信号停止以及接着启动涡轮机；根据第一信号产生显示负载减少的第三信号；以及根据第三信号持续地使涡轮机停止。