專利名稱：孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法及系統(tǒng)，屬于孤網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
持續(xù)穩(wěn)定地向用戶提供品質(zhì)(頻率、電壓等)指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電能，以保證國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生產(chǎn)生活的需要，是電力部門的首要任務(wù)。電網(wǎng)將電能從電力生產(chǎn)企業(yè)輸送到電力消費(fèi)用戶。電網(wǎng)供電頻率與電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)。當(dāng)電網(wǎng)中電能的總生產(chǎn)量與總消耗量不平衡時(shí)，供電頻率就會(huì)升高或降低。只要設(shè)法控制好電能的總生產(chǎn)量和總消耗量，即可調(diào)節(jié)供電頻率與電壓，將供電頻率與電壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。電壓穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在正常情況下或遭受擾動(dòng)之后在所有節(jié)點(diǎn)維持可接受電壓的能力。當(dāng)電力系統(tǒng)因?yàn)閿_動(dòng)、負(fù)荷增加或系統(tǒng)狀態(tài)變化引起持續(xù)和不可控的電壓降落時(shí)，就進(jìn)入了電壓不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著電壓穩(wěn)定研究的不斷深入，人們?cè)絹碓角逦卣J(rèn)識(shí)到負(fù)荷對(duì)電壓穩(wěn)定問題的重要性。電壓失穩(wěn)的過程就是負(fù)荷功率失去平衡且逐步惡化的過程，電壓失穩(wěn)導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰則是這種失穩(wěn)在電力系統(tǒng)中的傳播。通常孤立運(yùn)行電網(wǎng)的負(fù)荷擾動(dòng)量相對(duì)值很大，因此電網(wǎng)頻率及電壓的穩(wěn)定問題比較突出。在電網(wǎng)減負(fù)荷時(shí)，通過及時(shí)關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度即可方便地降低發(fā)電量。但是在電網(wǎng)加負(fù)荷時(shí)，開大汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥增加的耗汽量，需要鍋爐及時(shí)加大蒸發(fā)量來補(bǔ)上。由于控制鍋爐的蒸發(fā)量的時(shí)間比較長(zhǎng)，在大負(fù)荷階躍情況下，響應(yīng)不及時(shí)。為了增大系統(tǒng)快速接帶大負(fù)荷的能力，許多電廠都采用了假負(fù)載技術(shù)，假負(fù)載為可分別連接到電網(wǎng)上的多組大功率電阻。在接帶大負(fù)荷前，通過控制假負(fù)載逐級(jí)加負(fù)荷，使鍋爐蒸發(fā)量逐步增加到滿足接帶大型用電設(shè)備的要求。在大型設(shè)備接入系統(tǒng)的同時(shí)，斷開假負(fù)載并利用DEH穩(wěn)定系統(tǒng)頻率。但是使用假負(fù)載存在如下缺點(diǎn)假負(fù)載的總功率需要達(dá)到甚至超過孤立電網(wǎng)中大型用電設(shè)備的功率，才能滿足突加負(fù)荷的要求，因此這些假負(fù)載的功率都很大，它們會(huì)將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以散熱是個(gè)大問題。通常采用強(qiáng)制風(fēng)冷或強(qiáng)制水冷技術(shù)來解決該問題，但是相關(guān)設(shè)備的占地面積及投資都很大。另外由于采用假負(fù)載的散熱效果較差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過熱保護(hù)動(dòng)作或燒毀大功率假負(fù)載的情況，可靠性較低。此外，為了節(jié)省投資，大功率電阻不能設(shè)計(jì)得太多，因此假負(fù)載功率只能步進(jìn)調(diào)整，而且步幅較大，給機(jī)組調(diào)試運(yùn)行帶來許多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法及系統(tǒng)，它可以使得孤立電網(wǎng)在大負(fù)荷階躍情況下輸出頻率及電壓穩(wěn)定的電流，同時(shí)它可以有效解決孤立電網(wǎng)使用假負(fù)荷帶來的散熱問題，節(jié)省占地面積，節(jié)約成本，方便機(jī)組調(diào)試，提高系統(tǒng)的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，包括以下步驟
Si，增加鍋爐的蒸發(fā)量，打開旁路系統(tǒng)維持蒸汽壓力的穩(wěn)定，并且通過壓控方式自動(dòng)調(diào)節(jié)旁路閥的開度；
S2，DEH調(diào)速系統(tǒng)探測(cè)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低后，開啟汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)在旁路系統(tǒng)的壓力反饋?zhàn)饔孟玛P(guān)小旁路閥。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，通過DEH調(diào)速系統(tǒng)來調(diào)整汽輪機(jī)旁路閥開度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的連續(xù)調(diào)整。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)參數(shù)超限時(shí)，緊急停汽輪機(jī)，保證系統(tǒng)安全動(dòng)作。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，步驟Sl中所述的旁路系統(tǒng)還包括閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)計(jì)算部分與DEH調(diào)速系統(tǒng)相整合， 從而有利于各閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同動(dòng)作；所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的自容電液執(zhí)行器，自容電液執(zhí)行器將油源站與執(zhí)行器集成為一體，是一種自帶油源的電液執(zhí)行器，優(yōu)化了閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而降低了能耗，節(jié)省了設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)成本。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)不用抗燃油而采用46#抗磨液壓油或低壓透平油，從而徹底解決了由抗燃油帶來的環(huán)保問題。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，還包括降低蒸汽溫度，從而保護(hù)凝汽器等設(shè)備。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，步驟S2還包括對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行調(diào)整從而維持孤立電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定及進(jìn)一步改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，所述的動(dòng)態(tài)品質(zhì)即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及頻率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法中，當(dāng)發(fā)電機(jī)組功率不足頻率下降過低時(shí)切除部分負(fù)荷，從而避免了孤立電網(wǎng)發(fā)生頻率崩潰。實(shí)現(xiàn)前述方法的一種孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，包括鍋爐、旁路系統(tǒng)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和凝汽器；所述的旁路系統(tǒng)包括旁路閥；所述的汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥及DEH調(diào)速系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)分別與孤立電網(wǎng)和汽輪機(jī)連接，旁路系統(tǒng)分別與鍋爐、汽輪機(jī)和凝汽器連接。所述系統(tǒng)還包括汽機(jī)TSI監(jiān)視儀、振動(dòng)傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、汽機(jī)油系統(tǒng)管路上的AST電磁閥及ETS系統(tǒng)，ETS接受來自TSI監(jiān)視儀的超限保護(hù)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)AST 電磁閥，實(shí)現(xiàn)緊急停汽輪機(jī)，從而保證系統(tǒng)安全動(dòng)作。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)中，所述的旁路系統(tǒng)還包括閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)計(jì)算部分與DEH調(diào)速系統(tǒng)相整合，從而有利于各閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同動(dòng)作；所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的自容電液執(zhí)行器，自容電液執(zhí)行器將油源站與執(zhí)行器集成為一體，是一種自帶油源的電液執(zhí)行器，優(yōu)化了閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而降低了能耗，節(jié)省了設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)成本。所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)不用抗燃油而采用46#抗磨液壓油或低壓透平油，徹底解決了由抗燃油帶來的環(huán)保問題。所述系統(tǒng)還包括旁路系統(tǒng)蒸汽管路上的旁路噴水調(diào)節(jié)閥門，旁路噴水調(diào)節(jié)閥門的響應(yīng)速度與旁路閥的動(dòng)作速度相匹配，通過噴水降低蒸汽溫度，從而保護(hù)凝汽器等設(shè)備。所述系統(tǒng)還包括旁路閥常速調(diào)節(jié)裝置和旁路閥快速調(diào)節(jié)裝置，一般工況下采用旁路閥常速調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)旁路閥的開度；快速變負(fù)荷等工況下采用旁路閥快速調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)旁路閥開度，從而保證系統(tǒng)在啟動(dòng)大負(fù)荷或者甩負(fù)荷時(shí)頻率及電壓的穩(wěn)定。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)中，所述的系統(tǒng)還包括設(shè)置在DEH調(diào)速系統(tǒng)上的一次調(diào)頻模塊和轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)回路，通過利用DEH調(diào)速系統(tǒng)上的一次調(diào)頻模塊對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行調(diào)整，從而可以維持孤立電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定；并且通過利用轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)回路可進(jìn)一步改善一次調(diào)頻的動(dòng)態(tài)品質(zhì)(即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及頻率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性)。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括 設(shè)置在用戶負(fù)荷側(cè)的低周減載裝置，從而避免了孤立電網(wǎng)發(fā)生頻率崩潰，保證機(jī)組的安全。前述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)中，所述的旁路閥采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)(即閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)可采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī))，從而提高了發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度，大大改善了在大幅度擾動(dòng)下主汽壓力的超調(diào)問題；所述的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥采用汽輪機(jī)廠的低壓透平油電液油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，對(duì)于中小機(jī)組來說，低壓透平油純電調(diào)具有下述優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，制造工藝符合汽輪機(jī)廠的設(shè)備條件，制造成本低；液壓系統(tǒng)易損件少，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低；透平油油源主油泵由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)，其可靠性高于外置式油源站；不用抗燃油，環(huán)保特性好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過利用旁路系統(tǒng)的大容量蓄能作用，旁路閥快開，從而降低鍋爐的負(fù)載及保護(hù)系統(tǒng)免于超壓；旁路閥快關(guān)，從而快速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的輸出功率，帶上大電機(jī)負(fù)荷，最終實(shí)現(xiàn)了供電總量的平衡，使得孤立電網(wǎng)在大負(fù)荷階躍情況下輸出頻率及電壓穩(wěn)定的電流，同時(shí)與采用假負(fù)載方式相比，由于本發(fā)明不需要預(yù)先輸出所需要的大功率電能，因而可以有效解決使用假負(fù)載而面臨的散熱困難、故障率高、不能連續(xù)變化等問題；另外，旁路系統(tǒng)采用壓控方式，通過旁路系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)汽機(jī)進(jìn)汽壓力，使其保持在設(shè)定值，從而保證系統(tǒng)頻率更加穩(wěn)定。此外，假負(fù)載將電能轉(zhuǎn)化為熱能，需要專門的散熱措施， 比如風(fēng)冷或者水冷，占地面積大，投資高，而本發(fā)明中的旁路系統(tǒng)本身為一些閥門及管道， 旁路蒸汽通過噴水及凝汽器減溫，不需要額外的散熱設(shè)施，因而占地面積?。涣硗?，在華電工程海外分公司承攬的法國(guó)拉法基水泥集團(tuán)的印度尼西亞自備電廠項(xiàng)目中，業(yè)主為解決大負(fù)荷啟動(dòng)，專門采購了西班牙IES公司生產(chǎn)的兩套電阻耗能系統(tǒng)(ILB，英文直譯為理想負(fù)荷銀行)作為假負(fù)載管理負(fù)荷側(cè)，價(jià)值超過1500萬元，而采用本發(fā)明中所述方案的設(shè)備費(fèi)用只要160萬元左右，由此可知采用本發(fā)明大大節(jié)約了成本；另外，本發(fā)明不需要考慮裝置的散熱問題，所以方便機(jī)組調(diào)試，提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，本發(fā)明為環(huán)保設(shè)計(jì)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)不用抗燃油而采用46#抗磨液壓油或低壓透平油，徹底解決了由抗燃油帶來的環(huán)保問題。另外，傳統(tǒng)旁路閥的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多采用電動(dòng)執(zhí)行器，其調(diào)節(jié)動(dòng)作時(shí)間常數(shù)為40s 左右、快開時(shí)間為k左右，基本能滿足汽包爐機(jī)組啟動(dòng)、甩負(fù)荷等工況的需要。但是完全不能滿足孤立電網(wǎng)突然接帶大型用電設(shè)備的需要，接帶大型用電設(shè)備時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥需要迅速開大，同時(shí)旁路閥需要迅速關(guān)小。傳統(tǒng)旁路系統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)，滿足CN 102536343 A
不了此要求，本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)特性較高的自容電液執(zhí)行器來驅(qū)動(dòng)旁路閥，所述的自容電液執(zhí)行器可采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī)，從而提高了發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度，大大改善了在大幅度擾動(dòng)下主汽壓力的超調(diào)問題，而且自容電液執(zhí)行器的能耗遠(yuǎn)低于常規(guī)電液伺服系統(tǒng)；另外，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的自容電液執(zhí)行器將油源站與執(zhí)行器集成為一體，是一種自帶油源的電液執(zhí)行器，優(yōu)化了閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而降低了能耗，節(jié)省了設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)成本。所述的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥采用汽輪機(jī)廠的低壓透平油電液油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，對(duì)于中小機(jī)組來說，低壓透平油純電調(diào)具有下述優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，制造工藝符合汽輪機(jī)廠的設(shè)備條件，制造成本低；液壓系統(tǒng)易損件少，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低；透平油油源主油泵由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)，其可靠性高于外置式油源站；不用抗燃油，環(huán)保特性好。另外，本發(fā)明對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行調(diào)整從而維持孤立電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定及進(jìn)一步改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，所述的動(dòng)態(tài)品質(zhì)即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及頻率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。最后，當(dāng)發(fā)電機(jī)組功率不足頻率下降過低時(shí)切除部分負(fù)荷，從而避免了孤立電網(wǎng)發(fā)生頻率崩潰。


圖1是汽輪機(jī)熱力循環(huán)簡(jiǎn)圖2是本發(fā)明的一種實(shí)施例的工作流程圖； 圖3為投切5MW的電動(dòng)機(jī)中未采用旁路系統(tǒng)的頻率恢復(fù)曲線； 圖4為投切5MW的電動(dòng)機(jī)中未采用旁路系統(tǒng)的電壓恢復(fù)曲線； 圖5為投切5MW的電動(dòng)機(jī)中采用有旁路系統(tǒng)的頻率恢復(fù)曲線； 圖6為投切5MW的電動(dòng)機(jī)中采用有旁路系統(tǒng)的電壓恢復(fù)曲線； 圖7為模擬計(jì)算結(jié)果表。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式一種孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，如圖 1所示，
包括鍋爐、旁路系統(tǒng)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和凝汽器；所述的旁路系統(tǒng)包括旁路閥；所述的汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥及DEH調(diào)速系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)分別與孤立電網(wǎng)和汽輪機(jī)連接，旁路系統(tǒng)分別與鍋爐、汽輪機(jī)和凝汽器連接。所述系統(tǒng)還包括汽機(jī)TSI監(jiān)視儀、振動(dòng)傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、汽機(jī)油系統(tǒng)管路上的AST電磁閥及ETS系統(tǒng)，ETS接受來自TSI監(jiān)視儀的超限保護(hù)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)AST電磁閥。所述的旁路系統(tǒng)還包括閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)計(jì)算部分與DEH調(diào)速系統(tǒng)相整合；所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的自容電液執(zhí)行器，自容電液執(zhí)行器將油源站與執(zhí)行器集成為一體，是一種自帶油源的電液執(zhí)行器。所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)不用抗燃油而采用46#抗磨液壓油或低壓透平油。所述系統(tǒng)還包括旁路系統(tǒng)蒸汽管路上的旁路噴水調(diào)節(jié)閥門，旁路噴水調(diào)節(jié)閥門的響應(yīng)速度與旁路閥的動(dòng)作速度相匹配。所述系統(tǒng)還包括旁路閥常速調(diào)節(jié)裝置和旁路閥快速調(diào)節(jié)裝置，一般工況下采用旁路閥常速調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)旁路閥的開度；快速變負(fù)荷等工況下采用旁路閥快速調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)旁路閥開度。所述的系統(tǒng)還包括設(shè)置在DEH調(diào)速系統(tǒng)上的硬件一次調(diào)頻模塊和轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)回路，通過利用DEH調(diào)速系統(tǒng)上的一次調(diào)頻模塊對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行調(diào)整，通過利用轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)回路可進(jìn)一步改善一次調(diào)頻的動(dòng)態(tài)品質(zhì)(即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及頻率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性)。所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在用戶負(fù)荷側(cè)的低周減載裝置。所述的旁路閥采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)(即閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)可采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī))；所述的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥采用汽輪機(jī)廠的低壓透平油電液油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)；旁路閥由上海CCI公司提供。本系統(tǒng)中，汽輪機(jī)上DEH調(diào)速系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)部分由和利時(shí)公司的FM系列硬件及MACS V3軟件系統(tǒng)組成；液壓部分采用汽輪機(jī)廠隨主機(jī)配套的低壓透平油調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明的一種實(shí)施例的工作原理(如圖2所示)
增加鍋爐的蒸發(fā)量，打開旁路系統(tǒng)維持蒸汽壓力的穩(wěn)定并且通過壓控方式自動(dòng)調(diào)節(jié)旁路閥開度，使旁路閥預(yù)留足夠的流通能力；DEH調(diào)速系統(tǒng)探測(cè)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低后，開啟汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)在旁路系統(tǒng)的壓力反饋?zhàn)饔孟玛P(guān)小旁路閥，使通過旁路的蒸汽流向汽輪機(jī)做功發(fā)電，從而維持蒸汽壓力的穩(wěn)定。本發(fā)明通過利用旁路系統(tǒng)的大容量蓄能作用，旁路閥快開，從而降低鍋爐的負(fù)載及保護(hù)系統(tǒng)免于超壓；旁路閥快關(guān)，從而快速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的輸出功率，帶上大電機(jī)負(fù)荷，最終實(shí)現(xiàn)了供電總量的平衡，使得孤立電網(wǎng)在大負(fù)荷階躍情況下輸出頻率及電壓穩(wěn)定的電流。其中，旁路容量的選取主要考慮滿足機(jī)組啟動(dòng)要求，并考慮甩負(fù)荷情況下旁路部分蒸汽流量的作用。所述的旁路系統(tǒng)包括旁路閥及閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)計(jì)算部分與DEH調(diào)速系統(tǒng)相整合，有利于各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同動(dòng)作， 閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的自容電液執(zhí)行器，自容電液執(zhí)行器將油源站與執(zhí)行器集成為一體，是一種自帶油源的電液執(zhí)行器，優(yōu)化了閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而降低了能耗，節(jié)省了設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)成本。所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)不用抗燃油而采用46#抗磨液壓油或低壓透平油，從而徹底解決了由抗燃油帶來的環(huán)保問題。旁路系統(tǒng)采用壓控方式，通過旁路系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)汽機(jī)進(jìn)汽壓力，使其保持在設(shè)定值，從而保證系統(tǒng)頻率更加穩(wěn)定。在開啟汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥之前，設(shè)置在DEH調(diào)速系統(tǒng)上的一次調(diào)頻模塊迅速響應(yīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并且輸出轉(zhuǎn)速微分信號(hào)，共同作用調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度。當(dāng)發(fā)電機(jī)組功率不足頻率下降過低時(shí)，低周減載裝置切除部分負(fù)荷，從而避免了孤立電網(wǎng)發(fā)生頻率崩潰。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)參數(shù)超限時(shí)，緊急停汽輪機(jī)，保證系統(tǒng)安全動(dòng)作。圖中給水泵的作用是將加熱后的凝結(jié)水重新送回鍋爐，從而實(shí)現(xiàn)完整的熱力循環(huán)。途中調(diào)節(jié)閥前面的閥門為主汽門，可以隔斷主蒸汽。實(shí)例說明在大電機(jī)起動(dòng)工況，利用旁路蓄能作用，協(xié)助機(jī)組迅速帶上30%以上額定負(fù)荷，維持機(jī)組正常頻率<30rpm，瞬時(shí)不超過90rpm，并維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定；機(jī)組甩負(fù)荷帶廠用電或部分負(fù)荷，旁路迅速釋放能量，維持機(jī)組正常頻率<30rpm，瞬時(shí)不超過 90rpm,并維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。模擬計(jì)算結(jié)果表如圖7所示。圖3 圖6分別為投切5MW的電動(dòng)機(jī)中未采用旁路系統(tǒng)的和采用旁路系統(tǒng)的的頻率恢復(fù)曲線及電壓恢復(fù)曲線，由圖中曲線可以看出采用旁路系統(tǒng)后，電動(dòng)機(jī)所輸出的電流的頻率和電壓較穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，其特征在于，包括以下步驟Si，增加鍋爐的蒸發(fā)量，打開旁路系統(tǒng)維持蒸汽壓力的穩(wěn)定，并且通過壓控方式自動(dòng)調(diào)節(jié)旁路閥的開度；S2，DEH調(diào)速系統(tǒng)探測(cè)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低后，開啟汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)在旁路系統(tǒng)的壓力反饋?zhàn)饔孟玛P(guān)小旁路閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，其特征在于，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)參數(shù)超限時(shí)，緊急停汽輪機(jī)，保證系統(tǒng)安全動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，其特征在于，所述的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用46#抗磨液壓油或低壓透平油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，其特征在于，步驟S2還包括對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行調(diào)整從而維持孤立電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定及進(jìn)一步改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法，其特征在于當(dāng)發(fā)電機(jī)組功率不足頻率下降過低時(shí)，切除部分負(fù)荷。
6.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1 5所述方法的一種孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，其特征在于包括鍋爐、旁路系統(tǒng)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和凝汽器；所述的旁路系統(tǒng)包括旁路閥；所述的汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥及DEH調(diào)速系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)分別與孤立電網(wǎng)和汽輪機(jī)連接，旁路系統(tǒng)分別與鍋爐、汽輪機(jī)和凝汽器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括汽機(jī)TSI監(jiān)視儀、振動(dòng)傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、汽機(jī)油系統(tǒng)管路上的AST電磁閥及ETS系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括設(shè)置在DEH調(diào)速系統(tǒng)上的一次調(diào)頻模塊和轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在用戶負(fù)荷側(cè)的低周減載裝置，從而保證機(jī)組的安全。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述的旁路閥采用杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司的自容式油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，所述的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥采用汽輪機(jī)廠的低壓透平油電液油動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了孤網(wǎng)系統(tǒng)大負(fù)荷階躍時(shí)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率與電壓的方法及系統(tǒng)，所述方法包括S1，增加鍋爐的蒸發(fā)量，打開旁路系統(tǒng)維持蒸汽壓力的穩(wěn)定并且通過壓控方式自動(dòng)調(diào)節(jié)旁路閥開度；S2，DEH調(diào)速系統(tǒng)探測(cè)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低后，開啟汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)在旁路系統(tǒng)的壓力反饋?zhàn)饔孟玛P(guān)小旁路閥。本發(fā)明通過利用旁路系統(tǒng)的大容量蓄能作用，旁路閥快開，降低鍋爐的負(fù)載及保護(hù)系統(tǒng)免于超壓；旁路閥快關(guān)，快速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的輸出功率，帶上大電機(jī)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了供電總量的平衡，使得孤立電網(wǎng)在大負(fù)荷階躍情況下輸出頻率及電壓穩(wěn)定的電流；不需要預(yù)先輸出所需的大功率電能，可以有效解決孤立電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的散熱問題，方便機(jī)組調(diào)試，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)F01D17/10GK102536343SQ20121003329
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者劉康寧, 崔彥棟, 李群, 陳永輝 申請(qǐng)人:中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司