[发明专利]一种用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法有效

专利信息
申请号: 201611011737.9 申请日: 2016-11-17
公开(公告)号: CN106780103B 公开(公告)日: 2020-12-11
发明(设计)人: 郭钰锋;陈润欣;石建国;王琦;张冬蕊;马欣彤;张童童 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: G06Q50/06 分类号: G06Q50/06;G06Q10/04
代理公司: 哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司 23213 代理人: 岳昕
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 一次 调频 分析 直流 锅炉 汽轮机 电网 协调 控制 方法
【说明书】:

一种用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法,本发明涉及用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法。本发明为了解决现有技术没有考虑锅炉的特性,给大容量高参数火电机组参加一次调频带来很大阻力,不利于电力系统安全稳定运行的问题。本发明步骤为:一:进行直流锅炉能量状态分析,确定直流锅炉能量状态;二:进行电网能量状态分析,确定电网能量状态;三:根据步骤一确定的直流锅炉能量状态和步骤二确定的电网能量状态,确定网源能量协调控制策略。本发明在满足电网安全运行要求的前提下,使火电机组既能充分参与调频,又能安全高效地运行。本发明应用于一次调频分析领域。

技术领域

本发明涉及用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法。

背景技术

由于超临界及超超临界机组在经济性、环保、效率以及容量各方面均优于亚临界机组,超临界及超超临界机组已成为未来火电建设的发展主流。超临界及超超临界机组超高温及超高压的特点导致其必须采用直流锅炉,而直流锅炉存在蓄热小、对扰动敏感、机炉之间耦合严重等问题。随着风电等间歇性能源并网,电力系统调频需求增加,超临界及超超临界机组功率频繁变动,将引起直流锅炉主蒸汽压力大幅度波动,增加直流锅炉运行的风险。

从电网运行角度看,与电网直接互联的是汽轮机组,所以传统的机网协调的重点是发电机组而较少考虑锅炉,忽视了锅炉的安全和动态特性。传统的机炉协调控制指的是当外界负荷变化时,将功率变化指令同时发给锅炉及汽轮机控制系统,对调节阀开度及锅炉进行同步调整,协调控制。其控制的核心思想是提高机组对电网负荷变化的响应速度,并未充分考虑大容量高参数机组在响应负荷波动时造成的锅炉气压波动。在直流锅炉与汽轮机耦合严重、直流锅炉蓄热小的背景下,直流锅炉的安全问题需要重新重视。

由以上分析可知,如果在一次调频控制中不考虑锅炉的特性,将会给大容量高参数火电机组参加一次调频带来很大阻力,不利于电力系统安全稳定运行。

发明内容

本发明是为了解决现有技术没有考虑锅炉的特性,给大容量高参数火电机组参加一次调频带来很大阻力,不利于电力系统安全稳定运行的问题,而提出的一种用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法。

一种用于一次调频分析的直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法按以下步骤实现:

步骤一:进行直流锅炉能量状态分析,确定直流锅炉能量状态;

步骤二:进行电网能量状态分析,确定电网能量状态;

步骤三:根据步骤一确定的直流锅炉能量状态和步骤二确定的电网能量状态,确定网源能量协调控制策略。

发明效果:

考虑到超临界及超超临界机组的特点,本发明设计了一种新的控制方法:把锅炉、汽轮机、电网看作一个控制对象,综合考虑三者的安全性与稳定性问题。在满足电网安全运行要求的前提下,使火电机组既能充分参与调频,又能安全高效地运行,达到电网、电源双赢。

根据仿真结果,电网能量平衡、微高、较低、很低状态下,本发明方法均对电网频率产生非常好的影响,且该控制方法利用了锅炉的动态能量,使超临界直流锅炉主蒸汽压力波动幅度大幅减小。

(1)直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法可以提高直流锅炉的寿命。因顺势而为的调频策略使锅炉能量利用更合理,锅炉在运行中压力、温度波动减小,直流锅炉的水冷壁、过热器的寿命损耗减少,故延长了锅炉的使用寿命。采用直流锅炉、汽轮机、电网协调控制方法,水冷壁的寿命延长7.19%,过热器的寿命延长3.85%。

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