[發明專利]火電機組凝結水節流參與一次調頻控制系統及運行方法

有效

• 申請號: 201710454370.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107024914B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 李炳楠;唐耀華;張廣濤;梁正玉;郭為民;吳坡;朱峰;段松濤;崔楊
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;河南恩湃高科集團有限公司;東北電力大學;國家電網公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

本發明公開了火電機組凝結水節流參與一次調頻控制系統及運行方法，用于火電機組響應一次調頻大擾動控制；該系統包括凝結水流量偏差計算系統、凝結水節流調節時間計算系統以及凝結水節流安全觸發信號系統的三個子系統。該系統根據機組工況、除氧器水位等實時調節凝結水節流流量與調節時間，保證凝結水節流參與一次調頻大擾動控制可以安全、高效地利用。從而使火電機組可在日常小擾動和緊急大擾動情況下表現出不同的一次調頻能力，也可以在必要的時候與機組常規一次調頻回路共同作用，使機組展現出更大的一次調頻能力，從而更好地適應大規模互聯電網的一次調頻要求。

技術領域

本發明涉及電力系統自動控制領域，具體涉及一種火電機組凝結水節流參與一次調頻控制系統及運行方法。

背景技術

火電機組的一次調頻作為電網應對突發負荷擾動的第一道屏障，在維護電能質量、保障電網運行安全過程中起到至關重要的作用。因此，各區域電網根據本地區電源特點對火電機組的一次調頻性能都有不同的考核要求。為快速響應電網的一次調頻要求，火電機組一般采取主蒸汽調門節流的措施。

在申請公布號CN 102629131A中公開了一種脈沖方式調整凝結水流量參與調頻的協調控制方法，該方法有四大步驟：步驟一：定義傳統協調控制方式的幾種控制形式即爐跟機(BF)、機跟爐(TF)、協調(CC)三種控制方式；步驟二：給出傳統協調控制方式的傳遞函數原理圖；步驟三：與傳統協調控制相比，機組新協調控制系統增加了凝結水泵變頻器頻率為調節量，增加了除氧器水位為被調量，變為3×3的耦合系統；步驟四：通過脈沖方式調節凝結水流量達到改變機組負荷的目的；然而，對于火電機組中占比越來越高的超(超)臨界機組而言，因其蓄熱能力較小，不僅調門節流能力有限，節流作用也使得機組的效率降低，而且頻繁的調節會使得主蒸汽壓力和溫度有較大的波動，從而對機組運行產生不利的影響，降低機組運行的穩定性。

為解決上述問題，需要充分開發火電機組各個環節的蓄熱能力，通過激發和調用火電機組中現有的蓄能，快速響應電網的一次調頻要求，穩定電網頻率。其中，凝結水節流技術利用汽機回熱加熱系統中金屬及工質的蓄熱量，使低壓加熱器和除氧器中減少的抽汽熱量參與到整個機組的負荷控制中，有效調整負荷變化；另外，凝結水節流技術的應用，還減少了調節汽輪機調門所帶來的節流損失，在一定程度上提高了機組的經濟性。然而，該技術在應用過程中也受到響應時機、可持續時間、除氧器水位、低加水位、凝結水母管壓力等限制條件。因此，如何根據該技術的特點應用于一次調頻控制中是本發明致力于解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種火電機組凝結水節流參與一次調頻控制系統，包括凝結水流量偏差指令計算部分、凝結水節流調節時間計算部分和凝結水節流安全觸發信號部分；

所述凝結水流量偏差指令計算部分，其中機組頻率偏差Δf通過調頻控制死區判斷以及功率增量函數F(N)計算后得出功率增量信號ΔN；

所述信號ΔN經過選擇器T_a的Y端口送入凝結水流量偏差指令函數F(D)；

凝結水流量偏差指令函數F(D)根據所接收到的所述功率增量信號ΔN和機組負荷信號N_c計算出凝結水流量偏差，經過限幅處理后得出修正后的凝結水流量偏差指令ΔD；

所述凝結水節流調節時間計算部分，將所述功率增量信號ΔN經過高信號監視器H_n1判斷后送入脈沖觸發器的輸入端口IN1；

脈沖觸發器的輸出信號送入選擇器T_b的判斷端口FLAG；

所述凝結水流量偏差指令ΔD送入選擇器T_b的Y端口；

調節時間函數F(t)根據所接收到的凝結水流量偏差指令ΔD、凝結水流量D_cw、給水流量D_fw和除氧器水位的信號計算出凝結水節流調節時間t₁，該信號送入脈沖觸發器的脈沖時間設置端口TARG；