專(zhuān)利名稱(chēng)：基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超(超)臨界發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)技術(shù)，特別是涉及一種基于凝泵變頻發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法。
背景技術(shù)：
超(超)臨界發(fā)電機(jī)組大多采用滑壓運(yùn)行，所謂滑壓運(yùn)行是指汽輪機(jī)在不同工況運(yùn)行時(shí)，不僅主汽門(mén)是全開(kāi)的，而且調(diào)速汽門(mén)也是全開(kāi)的。這時(shí)機(jī)組功率的變動(dòng)是靠汽輪機(jī)前主蒸汽壓力和溫度的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，滑壓運(yùn)行時(shí)，對(duì)負(fù)荷反映速度慢，而且低負(fù)荷時(shí)損失小，高負(fù)荷時(shí)效率低。因此，通常為了減少調(diào)門(mén)節(jié)流損失，以及盡可能地提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中的汽機(jī)調(diào)門(mén)始終接近全開(kāi)狀態(tài)。但是，當(dāng)機(jī)組在變負(fù)荷時(shí)就無(wú)鍋爐蓄能可用，僅靠鍋爐燃燒率變化而引起機(jī)組負(fù)荷變化的速率是一個(gè)緩慢的過(guò)程，較難滿足電網(wǎng)快速變化的負(fù)荷需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中火電機(jī)組通過(guò)汽機(jī)調(diào)門(mén)的節(jié)流來(lái)?yè)Q取機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)能力的缺陷，提供一種基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法，能夠在大幅減小汽機(jī)調(diào)門(mén)節(jié)流損失的同時(shí)，仍能夠滿足電網(wǎng)的負(fù)荷響應(yīng)及一次調(diào)頻需求。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟A1、獲取負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差；S2、根據(jù)負(fù)荷指令和水位變化，對(duì)所述負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差進(jìn)行智能化處理；s3、根據(jù)不同的工況，將所述負(fù)荷偏差、熱井水位偏差與頻率偏差的總和進(jìn)行加權(quán)處理；s4、將所述加權(quán)處理的結(jié)果通過(guò)半積分技術(shù)和閥位限制進(jìn)行處理，獲得凝泵出口調(diào)門(mén)指令；s5、根據(jù)所述凝泵出口調(diào)門(mén)指令，獲取需要的凝結(jié)水流量變化量，從而暫時(shí)獲得或釋放至少一部分機(jī)組負(fù)荷；s6、將所述凝泵出口調(diào)門(mén)指令與鍋爐側(cè)的燃燒率控制相結(jié)合，以此調(diào)節(jié)火電機(jī)組的變負(fù)荷。本發(fā)明通過(guò)快速改變凝結(jié)水流量，實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能。較佳地，所述步驟S2之前還包括以下步驟:S21、根據(jù)除氧器和凝汽器的容量的變化范圍,確定可利用的蓄能范圍,在安全范圍內(nèi)利用除氧器和凝汽器的水位變化。較佳地，所述步驟S2中所述智能化處理包括以下步驟:S21’、當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組處于變負(fù)荷過(guò)程中時(shí)，在所述除氧器和所述凝汽器的水位變化安全范圍內(nèi)，所述凝泵出口調(diào)門(mén)不再控制水位，直接控制機(jī)組負(fù)荷偏差；s22’、當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組的變負(fù)荷結(jié)束時(shí)，將所述凝泵出口調(diào)門(mén)切換至正常的水位控制。較佳地，所述步驟S4中閥位限制進(jìn)行處理包括以下步驟=S41、根據(jù)凝泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的不同，自動(dòng)確定凝水調(diào)門(mén)不同的開(kāi)度限制；S42、通過(guò)開(kāi)度限制來(lái)實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水流量不超限。較佳地，所述步驟S5中凝泵出口調(diào)門(mén)指令包括需要的低壓抽汽的變化量。
較佳地，所述步驟S5中還包括以下步驟=S51、凝泵出口調(diào)門(mén)指令通過(guò)修正除氧器和凝汽器的水位定值來(lái)改變凝結(jié)水流量。較佳地，所述步驟S6中鍋爐側(cè)的燃燒率控制包括煤水超調(diào)的控制優(yōu)化。這樣可以及時(shí)補(bǔ)充鍋爐的蓄能。通過(guò)上述步驟，凝泵變頻控制根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的函數(shù)關(guān)系開(kāi)環(huán)控制，兼顧凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能的發(fā)揮與凝泵變頻的節(jié)能效果。當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷工況時(shí)，可以將低負(fù)荷下的凝泵頻率適當(dāng)抬高，以利于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能的發(fā)揮。此外，上述步驟之后還可以包括機(jī)組AGC (自動(dòng)發(fā)電量控制)方式及凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能退出后，適當(dāng)降低凝泵變頻的頻率，充分發(fā)揮凝泵變頻的節(jié)能效果。該控制方法可以通過(guò)在機(jī)組DCS (分散控制系統(tǒng))控制系統(tǒng)中組態(tài)實(shí)施，不需要增加額外的硬件投入。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法，有效利用了機(jī)組凝結(jié)水/回?zé)嵯到y(tǒng)中的蓄能。在變負(fù)荷時(shí)首先變化凝結(jié)水流量，解決變負(fù)荷初期的負(fù)荷響應(yīng)，改善由于鍋爐燃燒的滯后而產(chǎn)生的負(fù)荷響應(yīng)的延時(shí)，并優(yōu)化鍋爐燃燒率控制，補(bǔ)充利用了的蓄能，從而滿足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組變負(fù)荷的性能要求。該控制方法是一種新的利用機(jī)組蓄能的方法，并與鍋爐側(cè)的控制合理結(jié)合，能夠使機(jī)組運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，通過(guò)凝泵變頻控制回路的智能化處理，兼顧了凝泵變頻發(fā)電機(jī)組的凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能發(fā)揮與凝泵變頻的節(jié)能效果。


圖1為本發(fā)明基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法的流程圖。圖2為本發(fā)明基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法中采用凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本發(fā)明基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法具體包括以下步驟:步驟100,獲取負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差。步驟101，根據(jù)除氧器和凝汽器的容量的變化范圍，確定可利用的蓄能范圍，在安全范圍內(nèi)利用除氧器和凝汽器的水位變化。步驟102，根據(jù)負(fù)荷指令和水位變化，對(duì)所述負(fù)荷偏差、所述頻率偏差、所述熱井水位偏差和所述除氧器水位偏差進(jìn)行智能化處理。其中，所述智能化處理具體包括以下內(nèi)容:當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組處于變負(fù)荷過(guò)程中時(shí)，在所述除氧器和所述凝汽器的水位變化安全范圍內(nèi)，所述凝泵出口調(diào)門(mén)不再控制水位，直接控制機(jī)組負(fù)荷偏差；當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組的變負(fù)荷結(jié)束時(shí)，將所述凝泵出口調(diào)門(mén)切換至正常的水位控制。步驟103，根據(jù)不同的工況，將所述負(fù)荷偏差、所述水位偏差與所述頻率偏差的總和進(jìn)行加權(quán)處理。
步驟104，將所述加權(quán)處理的結(jié)果通過(guò)半積分技術(shù)和閥位限制進(jìn)行處理。其中，所述閥位限制具體包括以下內(nèi)容:根據(jù)凝泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的不同，自動(dòng)確定凝水調(diào)門(mén)不同的開(kāi)度限制；通過(guò)開(kāi)度限制來(lái)實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水流量不超限。步驟105，獲得凝泵出口調(diào)門(mén)指令。其中，所述凝泵出口調(diào)門(mén)指令包括需要的低壓抽汽的變化量。步驟106，根據(jù)凝泵出口調(diào)門(mén)指令獲取需要的凝結(jié)水流量變化量，從而暫時(shí)獲得或釋放至少一部分機(jī)組負(fù)荷。其中，凝泵出口調(diào)門(mén)指令通過(guò)修正除氧器和凝汽器的水位定值來(lái)改變凝結(jié)水流量。步驟107，將凝泵出口調(diào)門(mén)指令與鍋爐側(cè)的燃燒率控制相結(jié)合，以此調(diào)節(jié)火電機(jī)組的變負(fù)荷。其中，所述鍋爐側(cè)的燃燒率控制包括煤水超調(diào)的控制優(yōu)化。如圖2所示，本發(fā)明基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法中采用凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的原理如下:首先，獲取熱井水位偏差200和除氧器水位偏差201，將其輸入控制系統(tǒng)進(jìn)行水位加權(quán)處理202，在進(jìn)入死區(qū)智能處理環(huán)節(jié)203。此時(shí)，根據(jù)獲取的負(fù)荷指令與水位變化的變負(fù)荷判斷208是進(jìn)入死區(qū)智能處理環(huán)節(jié)203還是偏差智能處理環(huán)節(jié)209。同時(shí)獲取負(fù)荷偏差213進(jìn)入偏差智能處理環(huán)節(jié)209。若進(jìn)入死區(qū)智能處理環(huán)節(jié)203，則進(jìn)行負(fù)荷、水位與頻率加權(quán)偏差204。若進(jìn)入偏差智能處理環(huán)節(jié)209，則進(jìn)行平滑切換210再進(jìn)行負(fù)荷、水位與頻率加權(quán)偏差204。同時(shí)，獲取汽機(jī)轉(zhuǎn)速212進(jìn)行一次調(diào)頻處理環(huán)節(jié)211，通過(guò)一次調(diào)頻的作用進(jìn)入負(fù)荷、水位與頻率加權(quán)偏差204。然后，通過(guò)PI (比例、積分及微分)調(diào)節(jié)器利用半積分調(diào)節(jié)技術(shù)205進(jìn)行調(diào)節(jié)，再進(jìn)行閥限處理206，從而獲得凝泵出口調(diào)門(mén)指令207。通過(guò)上述凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的過(guò)程，可以總結(jié)如下幾點(diǎn):(一)、凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)工作原理為在機(jī)組變負(fù)荷時(shí)，快速改變凝結(jié)水流量，從而自發(fā)地改變低加抽汽量，使得進(jìn)入汽輪機(jī)低壓缸做功的蒸汽量發(fā)生變化，引起機(jī)組負(fù)荷變化，實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能。(二)、凝結(jié)水參與負(fù)荷調(diào)節(jié)功能直接作用于凝泵出口調(diào)門(mén)控制回路，將負(fù)荷偏差、頻率偏差疊加到水位偏差上，通過(guò)修正除氧器/凝汽器的水位定值，來(lái)改變凝結(jié)水流量。(三)、優(yōu)化鍋爐側(cè)燃燒率控制策略，主要涉及給水和燃煤的控制，并與凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能有機(jī)結(jié)合，提聞機(jī)組的變負(fù)荷能力。(四)、針對(duì)采用凝泵變頻的發(fā)電機(jī)組，通過(guò)智能化的處理環(huán)節(jié)直接作用于凝泵變頻轉(zhuǎn)速控制回路，兼顧了凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能的發(fā)揮與凝泵變頻的節(jié)能效果。本發(fā)明提出的全新的機(jī)組協(xié)調(diào)控制，有效地利用了機(jī)組凝結(jié)水/回?zé)嵯到y(tǒng)中的蓄能。在變負(fù)荷時(shí)首先變化凝結(jié)水流量，解決變負(fù)荷初期的負(fù)荷響應(yīng)，改善由于鍋爐燃燒的滯后而產(chǎn)生的負(fù)荷響應(yīng)的延時(shí)，并優(yōu)化鍋爐燃燒率控制，補(bǔ)充利用了的蓄能，從而滿足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組變負(fù)荷的性能要求。同時(shí)對(duì)于凝泵變頻的發(fā)電機(jī)組，通過(guò)合理處理凝泵變頻的轉(zhuǎn)速控制回路，解決了凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷功能發(fā)揮與凝泵變頻節(jié)能效果難以兼顧的問(wèn)題。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法，其特征在于，其包括以下步驟: 51、獲取負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差； 52、根據(jù)負(fù)荷指令和水位變化，對(duì)所述負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差進(jìn)行智能化處理；53、根據(jù)不同的工況，將所述負(fù)荷偏差、熱井水位偏差與頻率偏差的總和進(jìn)行加權(quán)處理； 54、將所述加權(quán)處理的結(jié)果通過(guò)半積分技術(shù)和閥位限制進(jìn)行處理，獲得凝泵出口調(diào)門(mén)指令； 55、根據(jù)所述凝泵出口調(diào)門(mén)指令，獲取需要的凝結(jié)水流量變化量，從而暫時(shí)獲得或釋放至少一部分機(jī)組負(fù)荷； 56、將所述凝泵出口調(diào)門(mén)指令與鍋爐側(cè)的燃燒率控制相結(jié)合，以此調(diào)節(jié)火電機(jī)組的變負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S2之前還包括以下步驟: S21、根據(jù)除氧器和凝汽器的容量的變化范圍，確定可利用的蓄能范圍，在安全范圍內(nèi)利用除氧器和凝汽器的水位變化。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S2中所述智能化處理包括以下步驟: S2/、當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組處于變負(fù)荷過(guò)程中時(shí)，在所述除氧器和所述凝汽器的水位變化安全范圍內(nèi)，所述凝泵出口調(diào)門(mén)不再控制水位，直接控制機(jī)組負(fù)荷偏差；s22’、當(dāng)所述凝泵變頻機(jī)組的變負(fù)荷結(jié)束時(shí)，將所述凝泵出口調(diào)門(mén)切換至正常的水位控制。
4.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S4中閥位限制進(jìn)行處理包括以下步驟: 541、根據(jù)凝泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的不同，自動(dòng)確定凝水調(diào)門(mén)不同的開(kāi)度限制； 542、通過(guò)開(kāi)度限制來(lái)實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水流量不超限。
5.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S5中凝泵出口調(diào)門(mén)指令包括需要的低壓抽汽的變化量。
6.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S5中還包括以下步驟: S51、凝泵出口調(diào)門(mén)指令通過(guò)修正除氧器和凝汽器的水位定值來(lái)改變凝結(jié)水流量。
7.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S6中鍋爐側(cè)的燃燒率控制包括煤水超調(diào)的控制優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于凝泵變頻機(jī)組的協(xié)調(diào)變負(fù)荷控制方法，其包括以下步驟S1、獲取負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差；S2、對(duì)該負(fù)荷偏差、頻率偏差、熱井水位偏差和除氧器水位偏差進(jìn)行智能化處理；S3、將該負(fù)荷偏差、水位偏差與頻率偏差的總和進(jìn)行加權(quán)處理；S4、將該加權(quán)處理的結(jié)果通過(guò)半積分技術(shù)和閥位限制進(jìn)行處理，獲得凝泵出口調(diào)門(mén)指令；S5、獲取凝結(jié)水流量變化量，從而暫時(shí)獲得或釋放至少一部分機(jī)組負(fù)荷；S6、調(diào)節(jié)火電機(jī)組的變負(fù)荷。本發(fā)明控制方法是一種新的利用機(jī)組蓄能的方法，并與鍋爐側(cè)的控制合理結(jié)合，使機(jī)組運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103217946SQ201310073368
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者唐建平, 高磊, 楊鑒, 曹華, 吳軍, 王佳麒 申請(qǐng)人:上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司