[發明專利]確定發電設備的當前最大功率的方法以及調節裝置

有效

• 申請號: 200680034056.2
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101268252A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 索爾斯滕·恩格勒;埃米爾·布魯奇
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于確定發電設備、尤其是燃氣輪機裝置或燃氣和蒸汽輪機裝置的當前最大功率的方法。此外本發明還涉及一種用于調節發電設備、尤其是燃氣輪機裝置或燃氣和蒸汽輪機裝置的調節裝置。

背景技術

在電網中由電網運營商保證負載、即要求的功率和提供的功率之間的平衡。負載和提供的功率之間的區別導致電網頻率的變化，這對電網運行產生負面影響并且在最壞的情況下可能導致電網的完全崩潰。

為了能在負載和提供的功率之間出現突然的不平衡時進行快速反應，電網運營商在發電商那里購進備用功率，即所謂的調節備用(Regelreserve)。參與調節備用的發電站必須能夠在特定的時間段內提供預定的功率。例如參與所謂的分鐘級備用的發電站必須能夠在幾分鐘后(在德國是15分鐘內)交付一定的功率。其它備用運行類型要求在幾秒鐘內交付功率。

尤其是在若干秒內就必須可以調用的調節備用對電網的頻率支持運行來說非常重要。在電網頻率偏離額定頻率時參與頻率支持運行的發電站必須能夠在出現頻率擾動的情況下迅速提供所協商的備用功率，如最大功率的5％。為此電站運營商必須隨時知道發電站的當前可能的最大功率是多大，并基于該最大功率在考慮備用功率的情況下調節發電設備的功率額定值。最大功率首先取決于壓縮機進入條件、尤其是取決于進入壓縮機中的環境空氣的溫度、濕度和壓力，并且取決于壓縮機的污染程度以及取決于電網頻率。由此發電站的當前運行方式的功率額定值由最大功率減去經協商的調節備用而獲得。

目前最大功率由發電站操作人員來估計，而功率額定值由人工輸入。在邊界條件改變時，例如壓縮機進入條件或壓縮機的污染程度改變時，必須手動再調節功率額定值。再調節的頻度在此既取決于壓縮機進入條件的穩定性，也取決于所期望的要保持的調節備用的可靠性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種確定發電設備的當前最大功率的、適用于自動化的方法。本發明要解決的另一個技術問題是提供一種基于代表功率額定值的引導參數來調節發電設備的調節裝置。最后本發明要解決的技術問題是提供一種改善的發電設備。

第一個技術問題通過權利要求1的方法解決，第二個技術問題通過根據權利要求12的調節裝置解決。第三個技術問題通過根據權利要求15的發電設備、尤其是燃氣輪機或燃氣和蒸汽輪機來解決。從屬權利要求包含本發明的優選實施方式。

本發明的用于確定發電設備當前最大功率的方法包括以下步驟：

-采集至少一個影響最大功率的測量參數。在燃氣輪機裝置或燃氣和蒸汽輪機裝置的情況下測量參數可以是以下參數中的至少一個：燃氣輪機的壓縮機進入溫度、燃氣輪機的壓縮機進入壓力、燃氣輪機的壓縮機進入濕度、電網頻率或自壓縮機的上次清潔(壓縮機洗滌)以來的運行小時。

-從采集的至少一個測量參數中確定換算參數，該換算參數代表當前最大功率相對于參考功率的變化。換算參數的確定在此例如借助發電站模型或借助至少一個事先確定的換算曲線來實現，在該換算曲線中根據測量參數給出換算參數。

-借助換算參數將參考功率、尤其是可以表示參考最大功率的參考功率換算為當前的最大功率。

按照本發明的方法可以由發電站操作者來估計最大功率，并使得可以基于代表功率額定值的引導參數來調節發電設備。由此功率額定值由借助本發明的方法確定的當前最大功率值減去所要求的調節備用以及必要時再減去安全備用而獲得。

因此本發明的方法使得可以在邊界條件改變時自動再調整功率額定值。經協商的調節備用從而可以自動而精確地得以保持。此外還可以保證，發電站在維持該調節備用的情況下以最大功率和最大效率運行。

借助優選定期進行的校準，可以重新確定參考功率，由此尤其是可以在確定當前最大功率的同時考慮壓縮機的污染程度。為了校準參考功率可以例如在基本負載的狀態時測量當前的燃氣輪機功率以及至少一個測量參數的當前值，并由它們在發電站模型或至少一個換算曲線的基礎上重新確定參考功率。由于壓縮機進入條件也作為測量參數一起輸入校準器，并且校準結果取決于空氣進入過濾器的污染狀態，因此要在參考功率中考慮過濾器污染。

用于確定當前最大功率的換算參數尤其可以是換算系數，該換算系數與參考功率相乘。

在調節方法中應用本發明的方法時，其中當邊界條件改變時自動再調整功率額定值，連續或重復地測量測量參數，并且連續或重復地確定當前的最大功率。