[发明专利]一种基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统

说明书

一种基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统，包括空冷岛、电动给水泵、电网等。本发明是增设电动给水泵驱动小汽轮机，并把给水泵的驱动电机改为双馈电机，小汽轮机参与电网一次调频。小机进汽调门始终全开，小汽轮机首先满足给水泵驱动功耗需求，其次由双馈发电机输送工频电能至电网参与一次调频，最后输送至厂用电网供给厂用电用户。当小汽轮机难以完全胜任电网一次调频，此时汽轮机辅助参与一次调频。通过基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统实施，可以由小汽轮机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，有效缓解了空冷机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高空冷机组运行的安全性和经济性。

技术领域

本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统。

背景技术

随着经济社会的发展，用电峰谷差不断加大，且特高压输电、可再生能源系统等外部电源的接入给局部电网带了较大的负荷波动，加之源侧本身的负荷抗干扰能力较差，使得整个电网具有较大的频率不稳定性。这给我国从当年以煤电为主的能源结构，顺利过渡到以可再生能源为主、传统能源为辅的能源结构带来了巨大的挑战。开发汽轮机测蓄能，提高火电机组运行灵活性运行成为火电机组发展的必由之路。灵活性运行研究主要包括两个方向，机组深度调峰和快速负荷响应。一次调频指电网的频率偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动的控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。一次调频是控制系统的自发性动作，自动调节汽轮机主汽门开度的增减，以暂时性的改变机组出力，这种调节方法与机组的经济运行是矛盾的。虽然各台机组在技术上基本投入了一次调频功能，但是由于各方面的影响，实际投运中，在大频差的扰动下有些机组一次调频效果不如预期。空冷系统以节水性能优良和系统调节灵活等优势，近年来已成为我国北方火电机组汽轮机排汽冷却的主流技术之一。因此，增加空冷机组一次调频的手段对未来高频次宽负荷场景下空冷机组优化运行经济性和安全性有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统，可以通过空冷机组电动给水泵增设的驱动小汽轮机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了空冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于双馈系统的空冷机组一次调频电动给水系统，包括汽轮机、发电机、电网、空冷凝汽器、小汽轮机、双馈电机、液力偶合器、电动给水泵和风机；

汽轮机和发电机同轴连接，发电机的输出端连接至电网的输入端，电网的输出端连接至用户，双馈电机的一端和小汽轮机同轴连接，另一端通过液力偶合器与电动给水泵同轴连接；

汽轮机的第一抽汽出口连接至小汽轮机的蒸汽进口，小汽轮机的乏汽出口和汽轮机的乏汽出口连接至空冷凝汽器的蒸汽进口，空冷凝汽器的凝结水出口通过电动给水泵连接至锅炉，风机设置在空冷凝汽器内的底部。

本发明进一步的改进在于，汽轮机的蒸汽进口处设置有主汽调门。

本发明进一步的改进在于，小汽轮机的蒸汽进口处设置有小机进汽调门。

本发明进一步的改进在于，小机进汽调门始终全开，小汽轮机首先满足给水泵驱动功耗需求，给水泵采用液力偶合器调速。

本发明进一步的改进在于，双馈电机作发电机运行时能够输出变频电流，作电动机运行时能够输出不同转速。

本发明进一步的改进在于，小汽轮机能够参与电网一次调频，此时双馈电机当发电机用，输送工频电能至电网。

本发明进一步的改进在于，小汽轮机在满足给水泵的驱动功耗后，能够参与电网一次调频，此时双馈电机当发电机用，输送工频电能至电网。