[實用新型]采用給水節流的一次調頻控制系統

有效

• 申請號: 201720418811.2
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN206695107U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 薛穎;包一鳴;侯新建;張翼;杭莉莉;陳波;丁寧
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司;國網浙江省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: F22D5/34
• 分類號: F22D5/34;F01D17/06
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 姜龍,翁霞

技術領域

本實用新型涉及火電廠控制系統的技術領域，特別涉及一種采用給水節流的一次調頻控制系統。

背景技術

火電機組的一次調頻是在電網頻率下降時發電機組自動增加自身負荷、在電網頻率升高時自動減少自身負荷，從而限制電網頻率的變化。火電機組必須具有機爐協調控制系統對鍋爐、汽輪機及其相關輔助設備進行整體協調，滿足電網負荷指令，使機組滿足調頻調峰要求。為了快速響應機組負荷變化需要，機組大多選擇爐跟機的協調方式，即當機組負荷變化時，汽輪機主汽調節閥快速開閉，同時負荷變化量送至鍋爐主控回路，增減鍋爐燃燒率，直至機組能量和負荷需求達到新的平衡。通過鍋爐、汽輪機的協調控制響應電網頻率變化，燃料增減會對鍋爐燃燒產生過多擾動，此外機組制粉系統存在較大慣性和延遲而無法快速響應負荷變化；同時汽輪機為了保證調節裕量，主汽調節閥也無法保證全開狀態，降低了機組效率。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供能夠快速響應電網頻率下降的一種一次調頻控制系統。

具體地說，本實用新型的實施方式提供了一種采用給水節流的一次調頻控制系統，此系統包括：加熱段，包括串聯的多級高壓加熱器；進水段，包括除氧器，除氧器連接于加熱段的上游，用于向加熱段提供給水；供水段，包括省煤器，省煤器連接于加熱段的下游，用于向鍋爐提供給水；給水旁路控制回路，包括串聯的調節閥和隔離閥，控制回路的一端連接于最靠近除氧器的高壓加熱器的給水出口，控制回路的另一端連接與最靠近鍋爐的高壓加熱器的給水出口；輸入端，包括汽輪機轉速信號、機組負荷信號、省煤器入口給水溫度信號和電網實時頻率信號；計算單元，與輸入端相連并用于根據輸入端的所有信號計算調節閥的開度設定值；和調節閥開度切換模塊，連接于計算單元和給水旁路控制回路之間，用于根據開度設定值切換調節閥的開度。

優選地，計算單元包括：汽輪機轉速測量模塊、負荷測量模塊和溫度測量模塊，其中，汽輪機轉速測量模塊連接于汽輪機，用于測量汽輪機轉速信號；負荷測量模塊連接于發電機，用于測量機組負荷信號和電網實時頻率信號；溫度測量模塊連接于省煤器的給水入口，用于測量省煤器入口給水溫度信號；其中，機組負荷信號包括發電機的機組實際負荷。

優選地，加熱段包括：依次串聯第一、第二、第三和第四高壓加熱器，以及第四高壓加熱器的外置蒸汽冷卻器，外置蒸冷器與第一高加并聯連接，第一高壓加熱器位于加熱段的下游并且第四高壓加熱器位于加熱段的上游，省煤器連接在第一高壓加熱器和外置蒸汽冷卻器的給水出口，第四高加連接在除氧器的給水出口。

優選地，給水旁路控制回路包括串聯連接的多個隔離閥和調節閥，控制回路的一端連接在第四高壓加熱器的給水出口，控制回路的另一端連接在省煤器的給水入口。

優選地，開度切換模塊與所調節閥相連，用于從計算單元接收開度設定值調節調節閥的開度。

優選地，計算單元包括第一、第二、第三和第四修正模塊，其中，第一修正模塊用于根據汽輪機轉速偏差產生機組調頻負荷設定值；第二修正模塊用于根據汽輪機轉速偏差產生調節閥的開度理論值；第三修正模塊用于根據機組實際負荷產生開度理論值的第一修正值；第四修正模塊用于根據省煤器入口給水溫度產生開度理論值的第三修正值。

優選地，計算單元還包括預第一修正模塊相連的PID控制器，用于根據機組調頻負荷設定值和機組實際負荷的變化量產生開度理論值的第二修正值。

優選地，計算單元還包括第一、第二和第三乘法器，其中，

第一乘法器與第二和第三修正模塊相連，用于將開度理論值與第一修正值相乘并得到第一修正結果；

第二乘法器與第一乘法器和PID控制器相連，用于將第一修正結果與第二修正值相乘并得到第二修正結果；

第三乘法器與第二乘法器和第四修正模塊相連，用于將第二修正結果與第三修正值相乘并得到開度設定值；

其中，第三乘法器直接與調節閥開度切換模塊相連，用于將開度設定值輸入到調節閥開度切換模塊。

應理解，在本實用新型范圍內中，本實用新型的上述各技術特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1是本實用新型的第一實施方式中的采用給水節流的一次調頻控制系統的結構示意圖。

圖2是本實用新型的一個實施例中的一次調頻控制系統的輸入端、計算單元和調節閥切換模塊的結構示意圖。

圖3是本實用新型的一個實施例中的一次調頻控制系統的結構示意圖。