一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法技術

本發明專利技術涉及一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，該方法通過判斷機組能量狀態和電網調頻響應需求，按需利用機組低壓回熱系統蓄能輔助參與調頻控制；當機組能量狀態無法滿足調頻響應需求時，觸發輔助調頻請求，凝結水輔助調頻系統快速改變凝結水流量，從而改變低壓回熱系統抽汽流量來輔助改變汽輪機功率輸出。與現有技術相比，本發明專利技術具有提升了機組的調頻性能和提升了機組的調節靈活性等優點。能和提升了機組的調節靈活性等優點。能和提升了機組的調節靈活性等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法


[0001]本專利技術涉及熱工自動控制及保護領域，尤其是涉及一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法。

技術介紹

[0002]雙碳目標下，我國能源結構發生快速變化，網內風電和光伏等新能源發電占比大幅增加。由于新能源發電存在較大的間歇性和波動性，大規模新能源發電并網對電網頻率安全穩定存在較大影響。因此，提升靈活性調節能力，解決電力平衡問題，成為新型電力系統安全運行的一個關鍵因素。由于我國能源結構的特點，火電作為一種基礎發電方式將長期存在，對其靈活調頻能力的要求將不斷提高。且隨著電力輔助服務(調頻)市場的發展，提高我國現役發電機組調頻性能，保證電網的安全經濟運行，提高電網和并網電廠之間的網源協調能力成為當前電力行業面臨的挑戰之一。
[0003]當前傳統的火電機組協的調頻控制更多是利用鍋爐蓄能來加快機組的調頻響應性能，但大容量機組鍋爐相對蓄能較少，在電網快速大幅調頻響應工況下和電力輔助服務市場化背景下，其實際變負荷調頻響應性能較難滿足廠網要求。還有部分機組采用基于凝結水調頻的汽機調門全開經濟運行方式，僅利用回熱系統蓄能參與負荷響應，由于回熱系統蓄能遠低于鍋爐蓄能，其調頻性能仍欠佳。
[0004]如何在以鍋爐蓄能調頻利用為主的前提下，利用回熱系統蓄能輔助參與調頻控制，從而提升機組的調頻性能和提升機組的調節靈活性，成為需要解決的技術問題。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法。
[0006]本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0007]根據本專利技術的一個方面，提供了一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，該方法通過判斷機組能量狀態和電網調頻響應需求，按需利用機組低壓回熱系統蓄能輔助參與調頻控制；
[0008]當機組能量狀態無法滿足調頻響應需求時，觸發輔助調頻請求，凝結水輔助調頻系統快速改變凝結水流量，從而改變低壓回熱系統抽汽流量來輔助改變汽輪機功率輸出。
[0009]作為優選的技術方案，所述的方法具體包括以下步驟：
[0010]步驟S1，讀取機組的運行參數；
[0011]步驟S2，基于步驟S1的運行參數判斷機組調頻的功率響應需求，以及機組鍋爐能量狀態，當預估機組鍋爐能量狀態無法滿足快速調頻需求時，觸發凝結水輔助調頻指令；
[0012]步驟S3，將步驟S2的調頻指令折算成除氧器水位設定值偏置和除氧器上水調閥指令前饋，通過除氧器上水調閥對除氧器水位控制回路作用，快速改變凝結水流量，從而改變低壓回熱系統抽汽流量，快速改變汽輪機功率輸出；
[0013]步驟S4，當機組功率輸出達到調頻響應需求，或者除氧器水位、凝結水流量或凝結水壓力參數達到安全邊界時，凝結水輔助調頻功能退出。
[0014]作為優選的技術方案，所述步驟S1中的運行參數包括機組功率、AGC負荷指令、速率后的負荷指令、主蒸汽壓力的測量值、變化速率和控制偏差、加減負荷狀態和電網頻率。
[0015]作為優選的技術方案，所述步驟S3中，調頻加負荷需求時，除氧器水位設定值偏置為負，除氧器上水調閥關小，凝結水流量降低；調頻減負荷需求時，除氧器水位設定值偏置為正，除氧器上水調閥開大，凝結水流量增加。
[0016]作為優選的技術方案，所述步驟S4中，機組功率輸出達到調頻響應需求工況下，所述步驟S3)中調頻指令對應的除氧器水位設定值偏置和除氧器上水調閥指令前饋按照預設的速率恢復至0，凝結水輔助調頻功能逐步退出，后續調頻功率輸出由機組機爐系統提供。
[0017]作為優選的技術方案，所述步驟S4中，所述除氧器水位、凝結水流量、凝結水壓力參數達到安全邊界時，凝結水輔助調頻功能直接退出。
[0018]作為優選的技術方案，在機組AGC調頻響應過程中，若出現機組功率超出速率后的負荷指令的情況，則加快負荷指令變化速率，并閉鎖汽機負荷控制反向調節。
[0019]作為優選的技術方案，所述步驟S2判斷凝結水輔助調頻是否需要投運具體為：
[0020]電網頻率變化超過閾值，發生大頻差工況；
[0021]或者AGC調頻指令變化幅度超過閾值，發生大幅AGC調頻工況；
[0022]或者鍋爐能量狀態偏離機組調頻響應需求：調頻加負荷工況下，鍋爐初始能量狀態偏低；調頻減負荷工況下，鍋爐初始能量狀態偏高。
[0023]作為優選的技術方案，所述鍋爐能量狀態基于主蒸汽壓力的變化速率和控制偏差計算得到。
[0024]作為優選的技術方案，所述鍋爐能量狀態具體計算如下：
[0025][0026]式中，C為鍋爐能量狀態標志參數；Δp為主蒸汽壓力控制偏差；為壓力微分；k1和k2為鍋爐能量狀態系數。
[0027]與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
[0028]1)本專利技術在以鍋爐蓄能調頻利用為主的前提下，利用回熱系統蓄能輔助參與調頻控制，提升了機組的調頻性能，提升了機組的調節靈活性；
[0029]2)當機組能量狀態無法滿足調頻響應需求時，本專利技術觸發輔助調頻請求，凝結水輔助調頻系統快速改變凝結水流量，改變低壓回熱系統抽汽流量，輔助改變汽輪機功率輸出，從而輔助提升了機組調頻響應性能。
附圖說明
[0030]圖1為本專利技術凝結水輔助調頻控制的原理圖。
具體實施方式
[0031]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完
整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本專利技術保護的范圍。
[0032]某1000MW超超臨界機組凝結水輔助調頻的控制實施：
[0033]該機組正常AGC和一次調頻控制采用CBF協調控制方式(鍋爐主控控制主汽壓力，汽機主控控制機組功率)，并參與區域電網下的調頻輔助服務市場。
[0034]1)讀取機組功率、AGC負荷指令、速率后的負荷指令、主蒸汽壓力的測量值、變化速率和控制偏差、加減負荷狀態、電網頻率等運行參數；
[0035]2)基于上述運行參數判斷機組調頻(一次調頻和二次調頻)的功率響應需求，以及機組鍋爐能量狀態；按照如下規則判斷機組鍋爐能量狀態無法滿足快速調頻需求時，觸發凝結水輔助調頻請求信號；
[0036]電網頻率偏差變化超過
±
0.1Hz，發生大頻差工況。或者AGC調頻指令變化幅度超過20MW，發生大幅AGC調頻工況；
[0037]鍋爐能量狀態偏離機組調頻響應需求：調頻加負荷工況下，鍋爐初始能量狀態偏低；調頻減負荷工況下，鍋爐初始能量狀態偏高；
[0038]鍋爐能量狀態基于主蒸汽壓力的變化速率和控制偏差計算得到：
[0039][0040]式中，C為鍋爐能量狀態標志參數；Δp為主蒸汽壓力控制偏差；為壓力微分；k1和k2為鍋爐能量狀態系數，分別取為
?
0.0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，其特征在于，該方法通過判斷機組能量狀態和電網調頻響應需求，按需利用機組低壓回熱系統蓄能輔助參與調頻控制；當機組能量狀態無法滿足調頻響應需求時，觸發輔助調頻請求，凝結水輔助調頻系統快速改變凝結水流量，從而改變低壓回熱系統抽汽流量來輔助改變汽輪機功率輸出。2.根據權利要求1所述的一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，其特征在于，所述的方法具體包括以下步驟：步驟S1，讀取機組的運行參數；步驟S2，基于步驟S1的運行參數判斷機組調頻的功率響應需求，以及機組鍋爐能量狀態，當預估機組鍋爐能量狀態無法滿足快速調頻需求時，觸發凝結水輔助調頻指令；步驟S3，將步驟S2的調頻指令折算成除氧器水位設定值偏置和除氧器上水調閥指令前饋，通過除氧器上水調閥對除氧器水位控制回路作用，快速改變凝結水流量，從而改變低壓回熱系統抽汽流量，快速改變汽輪機功率輸出；步驟S4，當機組功率輸出達到調頻響應需求，或者除氧器水位、凝結水流量或凝結水壓力參數達到安全邊界時，凝結水輔助調頻功能退出。3.根據權利要求2所述的一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，其特征在于，所述步驟S1中的運行參數包括機組功率、AGC負荷指令、速率后的負荷指令、主蒸汽壓力的測量值、變化速率和控制偏差、加減負荷狀態和電網頻率。4.根據權利要求2所述的一種火電機組凝結水輔助調頻控制方法，其特征在于，所述步驟S3中，調頻加負荷需求時，除氧器水位設定值偏置為負，除氧器上水調閥關小，凝結水流量降低；調頻減負荷需求時，除氧器水位設定值偏置為正，除氧器上水調閥開大，凝結水流量增加。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：左帥，陳歡樂，陶鑫，祝建飛，印偉，沈建峰，楊康，石軻，
申請(專利權)人：上海明華電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：