[發(fā)明專利]一種用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法

有效

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• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106780103B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鈺鋒;陳潤欣;石建國;王琦;張冬蕊;馬欣彤;張童童
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

一種用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法，本發(fā)明涉及用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮鍋爐的特性，給大容量高參數(shù)火電機組參加一次調(diào)頻帶來很大阻力，不利于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的問題。本發(fā)明步驟為：一：進行直流鍋爐能量狀態(tài)分析，確定直流鍋爐能量狀態(tài)；二：進行電網(wǎng)能量狀態(tài)分析，確定電網(wǎng)能量狀態(tài)；三：根據(jù)步驟一確定的直流鍋爐能量狀態(tài)和步驟二確定的電網(wǎng)能量狀態(tài)，確定網(wǎng)源能量協(xié)調(diào)控制策略。本發(fā)明在滿足電網(wǎng)安全運行要求的前提下，使火電機組既能充分參與調(diào)頻，又能安全高效地運行。本發(fā)明應(yīng)用于一次調(diào)頻分析領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

由于超臨界及超超臨界機組在經(jīng)濟性、環(huán)保、效率以及容量各方面均優(yōu)于亞臨界機組，超臨界及超超臨界機組已成為未來火電建設(shè)的發(fā)展主流。超臨界及超超臨界機組超高溫及超高壓的特點導(dǎo)致其必須采用直流鍋爐，而直流鍋爐存在蓄熱小、對擾動敏感、機爐之間耦合嚴(yán)重等問題。隨著風(fēng)電等間歇性能源并網(wǎng)，電力系統(tǒng)調(diào)頻需求增加，超臨界及超超臨界機組功率頻繁變動，將引起直流鍋爐主蒸汽壓力大幅度波動，增加直流鍋爐運行的風(fēng)險。

從電網(wǎng)運行角度看，與電網(wǎng)直接互聯(lián)的是汽輪機組，所以傳統(tǒng)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)的重點是發(fā)電機組而較少考慮鍋爐，忽視了鍋爐的安全和動態(tài)特性。傳統(tǒng)的機爐協(xié)調(diào)控制指的是當(dāng)外界負荷變化時，將功率變化指令同時發(fā)給鍋爐及汽輪機控制系統(tǒng)，對調(diào)節(jié)閥開度及鍋爐進行同步調(diào)整，協(xié)調(diào)控制。其控制的核心思想是提高機組對電網(wǎng)負荷變化的響應(yīng)速度，并未充分考慮大容量高參數(shù)機組在響應(yīng)負荷波動時造成的鍋爐氣壓波動。在直流鍋爐與汽輪機耦合嚴(yán)重、直流鍋爐蓄熱小的背景下，直流鍋爐的安全問題需要重新重視。

由以上分析可知，如果在一次調(diào)頻控制中不考慮鍋爐的特性，將會給大容量高參數(shù)火電機組參加一次調(diào)頻帶來很大阻力，不利于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮鍋爐的特性，給大容量高參數(shù)火電機組參加一次調(diào)頻帶來很大阻力，不利于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的問題，而提出的一種用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。

一種用于一次調(diào)頻分析的直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法按以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：進行直流鍋爐能量狀態(tài)分析，確定直流鍋爐能量狀態(tài)；

步驟二：進行電網(wǎng)能量狀態(tài)分析，確定電網(wǎng)能量狀態(tài)；

步驟三：根據(jù)步驟一確定的直流鍋爐能量狀態(tài)和步驟二確定的電網(wǎng)能量狀態(tài)，確定網(wǎng)源能量協(xié)調(diào)控制策略。

發(fā)明效果：

考慮到超臨界及超超臨界機組的特點，本發(fā)明設(shè)計了一種新的控制方法：把鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)看作一個控制對象，綜合考慮三者的安全性與穩(wěn)定性問題。在滿足電網(wǎng)安全運行要求的前提下，使火電機組既能充分參與調(diào)頻，又能安全高效地運行，達到電網(wǎng)、電源雙贏。

根據(jù)仿真結(jié)果，電網(wǎng)能量平衡、微高、較低、很低狀態(tài)下，本發(fā)明方法均對電網(wǎng)頻率產(chǎn)生非常好的影響，且該控制方法利用了鍋爐的動態(tài)能量，使超臨界直流鍋爐主蒸汽壓力波動幅度大幅減小。

(1)直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法可以提高直流鍋爐的壽命。因順勢而為的調(diào)頻策略使鍋爐能量利用更合理，鍋爐在運行中壓力、溫度波動減小，直流鍋爐的水冷壁、過熱器的壽命損耗減少，故延長了鍋爐的使用壽命。采用直流鍋爐、汽輪機、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法，水冷壁的壽命延長7.19％，過熱器的壽命延長3.85％。