專利名稱：汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一次調(diào)頻控制方法。
背景技術(shù)：
一次調(diào)頻:對(duì)于電網(wǎng)中快速的負(fù)荷變動(dòng)所引起的周波變動(dòng)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)頻率的變化情況利用鍋爐的蓄能，自動(dòng)改變調(diào)門的開度，即改變發(fā)電機(jī)的功率，使之適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的隨機(jī)變動(dòng)，來滿足電網(wǎng)負(fù)荷變化的過程這就是一次調(diào)頻?，F(xiàn)代廣義的電網(wǎng)一次調(diào)頻功能，需考慮汽輪機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)間的相互配合與制約關(guān)系，應(yīng)以整臺(tái)機(jī)組作為控制對(duì)象。從功能上既要有傳統(tǒng)電網(wǎng)一次調(diào)頻的快速性，又要有現(xiàn)代控制的整體協(xié)調(diào)性。汽輪機(jī)快速響應(yīng)外界負(fù)荷、頻率的變化，鍋爐跟隨汽輪機(jī)的快速響應(yīng)，滿足汽輪機(jī)的要求。穩(wěn)定運(yùn)行的電力系統(tǒng)，其電源和負(fù)荷功率必須是動(dòng)態(tài)平衡的。當(dāng)電源功率或負(fù)荷發(fā)生變化造成變化時(shí)(以功率不足為例)，系統(tǒng)的頻率就會(huì)隨之降低，系統(tǒng)中的負(fù)荷設(shè)備會(huì)因?yàn)轭l率下降而影響其有功的吸收。與此同時(shí)，系統(tǒng)中運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)組，也會(huì)按照其調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性增加調(diào)門開度，彌補(bǔ)系統(tǒng)中功率的不足。轉(zhuǎn)速不等率:轉(zhuǎn)速不等率是指汽輪機(jī)由滿負(fù)荷到空負(fù)荷的轉(zhuǎn)速變化與額定轉(zhuǎn)速之t匕，其計(jì)算公式為:δ = (nl-n2)/nX100%，式中nl:汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速，n2:汽輪機(jī)滿負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速，η:汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速。對(duì)速度變動(dòng)率的解釋如下:汽輪機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或汽輪發(fā)電機(jī)出口開關(guān)跳閘使汽輪機(jī)負(fù)荷甩到零，這時(shí)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速先升到一個(gè)最高值然后下降到一個(gè)穩(wěn)定值，這種現(xiàn)象稱為“動(dòng)態(tài)飛升”。理論上，轉(zhuǎn)速上升的最高值由轉(zhuǎn)速不等率決定，一般應(yīng)為3 6%。若汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，則動(dòng)態(tài)飛升在90 180轉(zhuǎn)/分之間?！握{(diào)頻的頻率偏差死區(qū):一次調(diào)頻的頻率偏差死區(qū)是指在此頻率偏差范圍內(nèi)，頻率變化時(shí)，負(fù)荷不隨頻率變化。電網(wǎng)公司一般規(guī)定一次調(diào)頻死區(qū)設(shè)置為±2r/min。即轉(zhuǎn)速在2998r/min 3002r/min之間變化時(shí)，負(fù)荷不隨轉(zhuǎn)速變化。一次調(diào)頻的響應(yīng)時(shí)間:一次調(diào)頻的響應(yīng)時(shí)間是指響應(yīng)滯后時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，響應(yīng)滯后時(shí)間是當(dāng)電網(wǎng)頻率變化達(dá)到一次調(diào)頻動(dòng)作值到機(jī)組負(fù)荷開始變化所需的時(shí)間，為保證機(jī)組一次調(diào)頻的快速性，根據(jù)《電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理規(guī)定》要求應(yīng)小于3秒；穩(wěn)定時(shí)間是機(jī)組參與一次調(diào)頻過程中，在電網(wǎng)頻率穩(wěn)定后，機(jī)組負(fù)荷達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間，為保證機(jī)組一次調(diào)頻的穩(wěn)定性，根據(jù)《電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理規(guī)定》要求應(yīng)小于I分鐘?！握{(diào)頻機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)限制:一次調(diào)頻機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)限制是指為了保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，參與一次調(diào)頻的機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化幅度可加以限制，但限制幅度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。根據(jù)《電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理規(guī)定》要求限制幅度不大于機(jī)組額定負(fù)荷的±6-%±8%。目前汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻控制策略是:在3 6%范圍內(nèi)確定一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速不等率，如轉(zhuǎn)速不等率為5%，依據(jù)電網(wǎng)的規(guī)定調(diào)頻偏差死區(qū)設(shè)置為±2r/min，調(diào)頻幅度為±8%，根據(jù)這些參數(shù)，確定轉(zhuǎn)速不等率為5%時(shí)的一次調(diào)頻函數(shù)如圖1，根據(jù)調(diào)頻函數(shù)做控制邏輯如圖2，但現(xiàn)有一次調(diào)頻函數(shù)轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響，轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有一次調(diào)頻函數(shù)轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響，轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利的問題，而提供了汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法。汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法按以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟一:調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并監(jiān)控轉(zhuǎn)速偏差:在轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況下，設(shè)置調(diào)頻偏差死區(qū)為±2r/min，調(diào)頻幅度為±8% ;其中，所述轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況為..2( Δη < 4rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為6%，4< Λη彡6rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為5%，6< Λ η彡8rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為4%，8 < Δη ^ 9.2rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為3% ；步驟二:按照設(shè)置的轉(zhuǎn)速不等率進(jìn)行一次調(diào)頻控制，即完成了汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法。發(fā)明效果:新的一次調(diào)頻函數(shù)的優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)如3%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)大，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定有利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要大和次數(shù)要多，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響；轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)如6%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要小和次數(shù)要少，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有益，所以新的一次調(diào)頻函數(shù)即兼顧了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性又考慮了機(jī)組的安全性。


圖1為背景技術(shù)中轉(zhuǎn)速不等率為5%時(shí)的一次調(diào)頻函數(shù)圖；圖2為背景技術(shù)中根據(jù)調(diào)頻函數(shù)做控制邏輯圖；圖3為試驗(yàn)I中轉(zhuǎn)速不等率可變的一次調(diào)頻函數(shù)圖；圖4是試驗(yàn)I中轉(zhuǎn)速不等率可變與轉(zhuǎn)速不等率不變的一次調(diào)頻函數(shù)對(duì)比圖；其中，I為轉(zhuǎn)速不等率可變的一次調(diào)頻函數(shù)，2為轉(zhuǎn)速不等率不變的一次調(diào)頻函數(shù)。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一:本實(shí)施方式的汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法按以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟一:調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并監(jiān)控轉(zhuǎn)速偏差:在轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況下，設(shè)置調(diào)頻偏差死區(qū)為±2r/min，調(diào)頻幅度為±8% ;其中，所述轉(zhuǎn)速不等率在3% 6% 可變的情況為..2( Δη < 4rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為6%，4< Λη彡6rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為5%，6< Λ η彡8rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為4%，8 < Δη ^ 9.2rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為3% ；
步驟二:按照設(shè)置的轉(zhuǎn)速不等率進(jìn)行一次調(diào)頻控制，即完成了汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法。本實(shí)施方式中Λ η為轉(zhuǎn)速偏差。本實(shí)施方式效果:新的一次調(diào)頻函數(shù)的優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)如3%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)大，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定有利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要大和次數(shù)要多，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響；轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)如6%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要小和次數(shù)要少，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有益，所以新的一次調(diào)頻函數(shù)即兼顧了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性又考慮了機(jī)組的安全性。結(jié)合圖3與圖4說明本試驗(yàn)有益效果:試驗(yàn)1:步驟一:調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并監(jiān)控轉(zhuǎn)速偏差:在轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況下，設(shè)置調(diào)頻偏差死區(qū)為±2r/min，調(diào)頻幅度為±8% ;其中，所述轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況為:轉(zhuǎn)速偏差2彡Λη < 4rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為6%,4 < Δn ^ 6rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為5%,6 < Δn ^ 8rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為4%，8 < Δη ^ 9.2rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為3% ；步驟二:按照設(shè)置的轉(zhuǎn)速不等率進(jìn)行一次調(diào)頻控制，即完成了汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法。新的一次調(diào)頻函數(shù)的優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)如3%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)大，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定有利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要大和次數(shù)要多，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響；轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)如6%，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利，但在轉(zhuǎn)速偏差小的時(shí)候機(jī)組調(diào)門動(dòng)做幅度要小和次數(shù)要少，對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì) 有益，所以新的一次調(diào)頻函數(shù)即兼顧了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性又考慮了機(jī)組的安全性。
權(quán)利要求
1.汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法，其特征在于一次調(diào)頻控制方法按以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并監(jiān)控轉(zhuǎn)速偏差: 在轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況下，設(shè)置調(diào)頻偏差死區(qū)為±2r/min，調(diào)頻幅度為±8% ;其中，所述轉(zhuǎn)速不等率在3% 6%可變的情況為:2彡Λη < 4rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為6%，4 < Δη ^ 6rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為5%，6 < Δη ^ 8rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為4%，8< Δη ^ 9.2rpms時(shí)轉(zhuǎn)速不等率為3% ； 步驟二:按照設(shè)置的轉(zhuǎn)速不等率進(jìn)行一次調(diào)頻控制，即完成了汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法 。
全文摘要
汽輪機(jī)一次調(diào)頻控制方法，本發(fā)明涉及一次調(diào)頻控制方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有一次調(diào)頻函數(shù)轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較小時(shí)對(duì)機(jī)組控制和安全會(huì)有影響，轉(zhuǎn)速不等率如果定的比較大時(shí)，機(jī)組參與一次調(diào)頻的能力會(huì)減弱，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定不利的問題，而提供了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一次調(diào)頻控制方法。方法步驟一調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并監(jiān)控轉(zhuǎn)速偏差；步驟二按照設(shè)置的轉(zhuǎn)速不等率進(jìn)行一次調(diào)頻控制。本發(fā)明應(yīng)用于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F01D19/00GK103147804SQ20131005455
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者林守玉, 王春月, 曲曉峰, 周明鋼 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司