[发明专利]一种联合循环暖机负荷动态匹配方法

说明书

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。可调节汽轮机暖机期间燃气轮机的暖机负荷，达到提高联合循环机组启动阶段经济性的目的。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种联合循环暖机负荷动态匹配方法。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环是指将燃气轮机作为前置透平，用余热锅炉来回收燃气轮机的排气余热，产出若干档新蒸汽注入汽轮机，蒸汽在汽轮机中膨胀做功输出电能。燃气-蒸汽联合循环电站以其高效、环保、灵活的特性，成为目前世界上最重要的发电形式之一。在国内，联合循环机组大多被定位为调峰机组，昼开夜停、启停频繁，启停阶段的运行小时数在总运行时间中占比大。燃气轮机启动阶段，负荷低、效率低，其气耗水平远高于正常负荷情况。因而，提高机组启动过程的经济性，对于燃气轮机电厂的经济运行很重要。

目前，单轴联合循环机组在汽轮机并网前，即在汽轮机暖机阶段，燃气轮机的暖机负荷匹配策略是：通过将燃气轮机压气机的可调进气导叶(Inlet Guide Vane，简称IGV)关至零位，再限制燃气轮机的排烟温度(Outlet Temperature Calculated，简称OTC)在一相对固定值，从而将暖机期间的燃气轮机负荷限制在一相对固定值。待汽轮机冲转和升负荷完成后，燃气轮机再根据汽轮机的应力情况，放开上述排烟温度限制，继续升负荷，IGV也随之逐步开大。

按上述方式暖机时，做法虽简单易行，但由于暖机期间燃气轮机效率较差，随着天然气等燃料价格的逐步上升，而电价尚未形成相应联动机制，导致机组经济性将变得更差。同时，不论机组启动状态为冷态启动、温态启动还是热态启动均采用上述方式暖机时，还带来一个问题：当机组冷态或温态启动时，由于汽轮机暖机所要求的主蒸汽温度处于较低值，因而在暖机阶段将耗费大量减温水，又将增加辅机的功耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，能够对燃气轮机的暖机负荷进行动态调整、提高联合循环机组启动阶段的经济性，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。

优选地，在步骤S2中，根据汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值对燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值进行修正，得到排烟温度修正设定值，燃气轮机控制回路调节燃气轮机的排烟温度值与排烟温度修正设定值相匹配。

优选地，在步骤S2中，当燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值大于汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和时，排烟温度修正设定值取排烟温度设定值；当燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值小于汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和时，排烟温度修正设定值取汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和。

优选地，步骤S1包括：在联合循环机组单循环运行时，通过试验调整燃气轮机的IGV开度值和排烟温度值，得到相应的燃气轮机发电出力和燃料消耗数据，获得数据样本；基于数据样本，结合燃料价格和上网电价数据建立燃气轮机动态特性模型。