[发明专利]一种燃气-蒸汽联合循环机组功率分配方法及装置

说明书

本发明公开了一种燃气‑蒸汽联合循环机组功率分配方法及装置，所述方法包括：机组负荷指令与蒸汽轮机负荷的差值经过限速模块运算得出燃机侧负荷指令；燃机侧负荷指令施加给燃气轮机控制对象输出燃气轮机负荷，燃气轮机负荷与蒸汽轮机负荷叠加得联合循环机组总负荷；机组负荷指令与联合循环机组总负荷作差取绝对值作为第一修正函数的输入，高压蒸汽压力对时间求导作为第二修正函数的输入，第一修正函数与第二修正函数相乘的结果作为限速模块的速率值，对燃机侧负荷修正；本发明的优点在于：能够减少燃机侧负荷超调，缩短变负荷过程的稳定时间。

技术领域

本发明涉及燃气-蒸汽联合循环发电领域，更具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组功率分配方法及装置。

背景技术

对于燃气—蒸汽联合循环机组，其燃气轮机发电机和蒸汽轮机发电机同时输出电功率，燃气轮机、余热锅炉以及蒸汽轮机三者是一个相互联系的热能动力系统，为了保证各分系统协调工作，必然要提出新的控制要求。由于燃机气室容积效应小、热惯性小，负荷变化反应灵敏，而余热锅炉及其蒸汽轮机有着较大的热惯性和汽室容积，对负荷变化的响应则要响应迟钝。因而联合循环机组的协调控制首要任务就是需要对单元机组的功率指令进行分配。

燃气-蒸汽联合循环发电机组的蒸汽轮机发电机组受燃机带负荷制约，无法主动控制负荷，在蒸汽轮机带初负荷直至满负荷的动态调整过程中，燃气-蒸汽联合循环发电机组功率控制涉及到的燃机和汽轮机功率分配模型难以辨识。目前部分采用汽轮机负荷随动方式联合循环机组负荷控制方式在升负荷过程后期，进入蒸汽轮机的主蒸汽压力快速上升，蒸汽轮机做功能力较升负荷初期明显增强。随着蒸汽轮机发电机负荷增加，为维持总负荷不变，则需燃机减负荷，形成燃机先超调再回调现象。这一过程对控制系统稳定性将产生不利影响，同时加剧了现场相关设备动作频次。在接近额定负荷过程中，燃机侧极易因快速升负荷，导致负荷控制器切换为排气温度控制器，它作用于燃料供应，控制燃机的排气温度，从而将透平入口温度限制在允许的水平，而机组负荷控制将受限，不利于机组参与电网调峰调频。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术燃气-蒸汽联合循环机组功率分配方法存在燃机侧负荷超调，导致变负荷过程的稳定时间长的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种燃气-蒸汽联合循环机组功率分配方法，所述方法包括：

机组负荷指令与蒸汽轮机负荷的差值经过限速模块运算得出燃机侧负荷指令；

燃机侧负荷指令施加给燃气轮机控制对象输出燃气轮机负荷，燃气轮机负荷与蒸汽轮机负荷叠加得联合循环机组总负荷；

机组负荷指令与联合循环机组总负荷作差取绝对值作为第一修正函数的输入，高压蒸汽压力对时间求导作为第二修正函数的输入，第一修正函数与第二修正函数相乘的结果作为限速模块的速率值，对燃机侧负荷修正。

本发明利用第一修正函数、第二修正函数这两线性函数，机组负荷指令与联合循环机组总负荷作差取绝对值作为第一修正函数的输入，高压蒸汽压力对时间求导作为第二修正函数的输入，随着第一修正函数的输入减小和第二修正函数的输入增大，两修正函数的输出乘积也即速率值逐步减小，从而达到对燃机负荷指令适当降速处理，平衡蒸汽轮机侧较快的负荷变化率，能够减少燃机侧负荷超调，减少变负荷过程的稳定时间。

优选的，所述对燃机侧负荷指令修正包括：当机组负荷指令与联合循环机组总负荷的偏差值的绝对值小于α，同时高压蒸汽压力的变化率超过β，此时判定机组处于升、降负荷后期，蒸汽轮机侧负荷快速变化，实际总负荷升降速率超过设定速率，燃机侧和蒸汽轮机侧实际负荷分配比例发生了变化，α作为第一修正函数的输入，β作为第二修正函数的输入，随着α减小和β增大，限速模块的速率值逐步减小，从而达到对燃机侧负荷降速处理。