[发明专利]一种重型燃气轮机组的变频启动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机启动控制方法，具体讲涉及一种重型燃气轮机组的变频启动控制方法。

背景技术

目前国内外常规燃煤火力发电机组在电网中仍占据主导地位，但因受到能源供应、环境污染、能源结构等因素的制约，其发展的可持续性受到影响。世界范围内正在寻求新的供电模式，其中燃气、蒸汽联合循环发电模式即是其一，该模式具有排放污染小、启动快、响应性能好的特点；能够不受季节的限制，在电网中起到快速调峰、调节或应急备用的功效，同时改善和优化了电力系统结构。

燃气轮机组的启动方式可分为机械式和电气式；机械式启动主要是采用同轴外加一启动电机来拖动整个机组的启动；电气式启动则主要采用变频调速方式来实现整个燃气轮发电机组的启动。对于重型燃气机组采用机械式启动方式，通过齿轮箱实现不同机械转矩输出，对机组大轴冲击较大，且旋转部件及齿轮箱等部件故障率较高，严重影响了设备的安全稳定运行，因此采用静止变频的方式对发电机起动控制，实现各种工况运行；采用静止变频的方式使得转矩控制实现机组平滑起动，可靠性高，且多台燃气轮机组可共用一台变频器，大大减少电站的检修、维护工作量，提高燃气电站的调峰、调频能力；

因此提供一种能够实现重型燃气轮机启动时转速及机端电压协调控制变频启动控制方法显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种重型燃气轮机组的变频启动控制方法，变频器实时采集所述燃气轮机组的机端电压、机端电流和转速信号；所述控制方法包括如下步骤：

A、所述变频器接收燃气轮机组监控系统发送的吹扫指令后进入强迫换相工作模式，对所述燃气轮机组进行恒定转矩控制；

B、所述燃气轮机组的转速频率为自然换相频率时所述变频器进入自然换相工作模式；所述转速频率为所述吹扫指令对应的频率时，所述变频器进行转速双闭环控制；

C、所述变频器接收所述燃气轮机组监控系统发送的停止吹扫指令后进入闭锁模式；

D、所述变频器接收所述燃气轮机组监控系统发送的启动指令后进入燃气轮机组最大输出转矩工作模式；

E、所述机端电压达到变频器的额定电压后，所述变频器进入燃气轮机组最大运行功率工作模式；

F、所述燃气轮机组的转速为自持速度时，所述变频器进入闭锁模式；所述变频器接收所述燃气轮机组监控系统发送的退出指令后所述变频器进入待机状态。

优选的，所述变频器为静止变频器；

优选的，所述步骤A中的所述变频器依据采样到的燃气轮机组定子电流信号对所述燃气轮机组定子电流进行闭环控制；所述变频器采样转子位置信号后通过逆变桥触发脉冲控制所述燃气轮机组加速旋转；燃气轮机组励磁系统对励磁电流进行闭环控制，所述励磁电流在所述机端电压达到所述额定电压之前为恒定电流；

优选的，所述步骤B中的所述自然换相频率为4Hz～6Hz；所述转速双闭环控制包括燃气轮机组转速闭环控制和燃气轮机组定子电流闭环控制；所述变频器采样转子位置信号后通过逆变桥触发脉冲控制所述燃气轮机组加速旋转；所述燃气轮机组励磁系统对所述励磁电流进行闭环控制；

优选的，所述步骤C中所述变频器进入所述闭锁模式后，所述燃气轮机组定子电流和所述励磁电流均为零；

优选的，所述步骤D中所述变频器对所述燃气轮机组定子电流进行闭环控制；所述燃气轮机组励磁系统对所述励磁电流进行闭环控制；

优选的，所述步骤E中所述变频器对所述燃气轮机组定子电流进行闭环控制；所述变频器对所述机端电压进行双闭环控制，所述双闭环控制包括机端电压闭环控制和所述燃气轮机组励磁系统对所述励磁电流进行闭环控制；

优选的，所述步骤F中所述变频器进入所述闭锁模式后，所述燃气轮机组定子电流线性减小至零时所述励磁电流为零。

本发明的优异效果是：

1、本发明技术方案中，燃气轮机组的机端电压低于变频器的额定电压时，采用燃气轮机组最大输出转矩工作模式，实现了燃气轮机组的启动转矩最大输出控制，能够有效提升燃气轮机组在低频阶段的启动速度，有利于燃机参与电力系统调峰以及快速通过燃气轮机低频谐振点，防止低频谐振发生；提高了燃气机组对电网快速响应能力；

2、本发明技术方案中，燃气轮机组的机端电压等于或大于变频器的额定电压时，采用燃气轮机组最大运行功率工作模式，能够保证在变频器安全不过压运行下实现燃气轮机组的最大功率输出，提高变频器的功率因数和效率；保障了变频器额定容量下的最大出力，节省燃气机组启动时间；