[发明专利]一种火电机组灵活性提升控制方法

说明书

本发明是一种火电机组灵活性提升控制方法，其特点是，包括：设置火电机组汽轮机抽汽的节流装置、采集汽轮机抽汽流量信号和提升火电机组控制的灵活性步骤，依据小波分解和汽轮机蓄热深度利用的相关技术手段，提出了一套完善的火电机组灵活性控制技术，考虑汽轮机负荷变化能力，主蒸汽压力动态特性以及机组整体安全性，提高了火电机组快速变负荷能力，对于可再生能源发电的大规模并网提供了技术支撑，具有广阔的商业化前景。

技术领域

本发明涉及火电机组负荷协调控制，一种火电机组灵活性提升控制方法。

背景技术

火电机组灵活性是指在电网负荷指令频繁、大范围变化时，火电机组能够安全、稳定、快速地实现负荷的变化。非可再生能源枯竭、污染环境等问题日益突出，各国努力寻求稳定充足的能源供应，近年来，风能、太阳能等可再生能源发电技术快速发展，相关技术也得到了大幅提高，大规模可再生能源发电负荷又亟待并网，可再生能源自身具有不稳定性、波动性以及不确定性，这些特性使得电网稳定性变差，火电机组负荷变化能力要有效地适应可再生能源，也就是说火电机组灵活性需要快速提升。

目前，利用锅炉和汽轮机蓄热特性提高火电机组灵活控制技术中，大部分负荷变化幅度较小，在电网负荷指令大幅度变化时，难以满足要求。火电机组负荷协调控制中，先进的优化控制算法虽然在理论上能够有效提高机组负荷跟踪能力，但是算法结构相对复杂，现场实际过程难以实现。针对火电机组灵活性提升控制技术，还没有一套完整、有效、通用的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，结合多学科知识，依据小波分解和汽轮机蓄热深度利用的相关技术手段，考虑汽轮机负荷变化能力，主蒸汽压力动态特性以及机组整体安全性，提出了一套完善的火电机组灵活性控制技术。提高了火电机组快速变负荷能力，对于可再生能源发电的大规模并网提供了技术支撑。

为实现本发明目的采用的技术方案是：一种火电机组灵活性提升控制方法，其特征是，

1)设置火电机组汽轮机抽汽的节流装置：

在汽轮机第一段抽汽点连接的一号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；在汽轮机第二段抽汽点连接的二号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；在汽轮机第三段抽汽点连接的三号高压给水加热器的管道上，安装1台电动调节阀门；

2)采集汽轮机抽汽流量信号：

在汽轮机第一段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计；在汽轮机第二段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计；在汽轮机第三段抽汽管道的电动调节阀门后安装1台差压式流量计，通过信号采集卡采集蒸汽流量的电信号，将电信号传至机组集散控制系统(DCS)中；

3)负荷指令信号的多尺度小波分解：

在主蒸汽压力定压控制条件下，对负荷指令进行不同频率的分解，负荷指令的小波分解是将负荷指令N(t)与小波函数进行内积，

式中，为基小波，a为尺度因子参数、b为位移因子参数，ψ_a,b(t)通过尺度函数ψ(t)通过伸缩和平移过程实现；

负荷指令信号N被分解为：H₁，H₂，H₃，L₁，其中，H₁为负荷指令经分解后得到的高频信号1，H₂为负荷指令经分解后得到的高频信号2，H₃为负荷指令经分解后得到的高频信号3，L₁为负荷指令经分解后得到的低频信号1；

4)汽轮机抽汽调节阀门开度控制：