[发明专利]基于小扰动法求影响系数矩阵的高低压透平解耦调节方法

说明书

基于小扰动法求影响系数矩阵的高低压透平解耦调节方法，在实际调节过程中，由于高低压透平入口调门与彼此的功率是相互耦合影响，无法采用一个阀门控制一个透平的方式进行控制；本发明方法首先通过高、低压透平入口调门分别做小扰动调节，通过高低压透平的功率变动值与入口调门小扰动值的比值求出影响系数矩阵，再通过求解线性方程组便可求出任意时刻功率值微调所对应的阀门开度值；当透平做大范围功率调整时，通过将大功率区间细分为若干个小功率区间，在保证小功率区间上透平阀门开度与功率值线性关系良好的基础上，通过若干个小功率区间的组合调节，最终完成高低、压透平的功率调节，采用同样的方法，也可以对高低压透平的转速进行调节。

技术领域

本发明涉及超临界二氧化碳循环发电技术领域，特别涉及一种基于小扰动法求影响系数矩阵的高低压透平解耦调节方法。

背景技术

随着近些年来发电技术的发展，研究表明发电机组采用超临界二氧化碳代替水蒸气作为循环工质，在一定的功率范围内具有循环效率高、设备结构紧凑、基建初投资小等优点，因此超临界二氧化碳循环发电系统是一项非常具有技术前景的发电方式。

对于目前的超临界二氧化碳循环发电技术而言，其循环为闭式系统，同时多采用一次再热及高、低压透平串联布置方式，因此在实际调节运行中，高压透平入口调门动作会同时影响高压透平与低压透平的功率值，而低压透平入口调门动作也会同时影响高压透平与低压透平的功率值，即高低压透平的阀门开度与其彼此的功率值是相互耦合影响的，因此无法做到以往的一个阀门控制一个透平的简单操作方式，同时透平又是高温高压设备，因此对其进行功率及转速进行精确调节至关重要。

发明内容

基于以上考虑，本发明的目的在于提供一种基于小扰动法求影响系数矩阵的高低压透平解耦调节方法，用于超临界二氧化碳一次再热高、低压透平串联布置的闭式系统中，用于对高低压透平功率及转速的精确调节。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于小扰动法求影响系数矩阵的高低压透平解耦调节方法，该调节方法调节的高低压透平系统包括加热器1、高压透平入口调门2、高压透平旁路调门3、高压透平4、再热器5、低压透平入口调门6、低压透平旁路调门7、低压透平8、回热器9、工质补充阀门10、预冷器11、压缩机入口调门12和压缩机13；所述加热器1出口与高压透平入口调门2入口、高压透平旁路调门3入口相连接，高压透平入口调门2出口与高压透平4入口相连，高压透平4出口与高压透平旁路调门3出口汇合后，共同接入再热器5入口，再热气5出口分别与低压透平入口调门6入口、低压透平旁路调门7入口相连，低压透平入口调门6出口与低压透平8入口相连，低压透平8出口与低压透平旁路调门7出口汇合后，共同接入回热器9热侧入口，回热器9热侧出口与工质补充阀门10出口汇合后与预冷器11入口相连接，预冷器11出口连接至压缩机入口调门12入口，压缩机入口调门12出口连接至压缩机13入口，压缩机13出口连接至回热器9冷侧入口，回热器9冷侧出口与加热器1入口相连接；机组在运行过程中，高压透平旁路调门3与低压透平旁路调门7保持关闭状态，二氧化碳工质经过预冷器11冷却后进入压缩机13，经压缩机13升压后进入回热器9冷侧升温，然后工质再经过加热器1再次升温后，进入高压透平4做功，做功后工质经过再热器5再次加热，继续进入低压透平8做功，做功后乏气经过回热器9热侧进行冷却，冷却后的工质再次回到预冷器11入口，从而完成一个完整的循环，工质补充阀门10用于升降负荷过程中对系统进行补充或泄放工质；