[發明專利]一種融合供熱抽汽調節的熱電聯產機組的協調控制方法

有效

• 申請號: 201810427059.7
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108549231B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 王瑋;曾德良;劉吉臻;田亮
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于熱電聯產機組變負荷控制技術領域的一種融合供熱抽汽調節的熱電聯產機組的協調控制方法。熱電聯產機組變負荷控制系統主要包括動態特性好的供熱抽汽控制回路和穩態性能好的給煤量控制回路。通過采用聯合供熱抽汽調節和機爐協調共同作用的技術手段，實現了負荷響應起始段速率的大大加快，調節范圍大、調節方式安全可靠等優點，而且不會對熱用戶產生影響，可有效緩解北方電網冬季火電機組調節能力不足的矛盾。

技術領域

本發明屬于火電機組負荷控制領域，特別涉及一種融合供熱抽汽調節的熱電聯產機組的協調控制方法。

背景技術

提升傳統燃煤發電機組的快速變負荷能力，可以顯著改善機組參與一次調節的能力，對于保障電力系統安全穩定運行、提高電能質量具有十分重要的意義。尤其在當前大規模間歇式新能源接入的背景下，這種需求更為迫切。

火電機組一般采用機爐協調控制實現變負荷控制，其控制變量一般為燃料量與主蒸汽調門開度，但燃料量對機組負荷的控制具有大遲延特性，控制效果緩慢；而主蒸汽調門開度的調節受限于鍋爐側的蓄熱有限，調節裕度不大。因此，盡管應用了諸多先進的智能控制策略，但燃煤火電機組的變負荷速率仍然難有大的提高，一般維持在額定負荷的1.5％/min。

對于熱電聯產機組來說，其熱網中存在大量蓄熱，這些蓄熱可以保證供熱抽汽流量在較短時間尺度上發生變化時，基本不會對熱用戶產生大的影響，但卻可以顯著影響機組的發電負荷。因此，供熱抽汽流量對機組發電負荷影響大而快的特性決定了其可以成為機組協調控制很好的補充，用以克服機組鍋爐側的大遲延大慣性。

發明內容

本發明的目的是提出一種融合供熱抽汽調節的熱電聯產機組的協調控制方法。所述熱電聯產機組變負荷控制系統包括三個控制通道：汽機主控通道負責維持機組主蒸汽壓力穩定；供熱抽汽調節通道和鍋爐主控通道為負荷控制通道，分別保證機組負荷的動態特性和穩態特性；其特征在于：熱電聯產機組的協調控制具體包括：

1)包含3個控制量：燃料量、主蒸汽調門開度和供熱抽汽流量；2個被控量：機組負荷與主蒸汽壓力；其中供熱抽汽流量通過單回路PID控制由供熱抽汽蝶閥進行調節；

2)具有2個負荷控制回路，(1)供熱調節回路具有調節速度快的特征，為主調節回路；(2)原協調控制中的燃料量調節回路調節速度慢但穩態精度好，為副調節回路；

3)新增的供熱調節回路，其輸入為負荷指令與實際負荷之間的偏差，控制器輸出為供熱抽汽流量，當機組負荷出現偏差時，供熱抽汽控制器能根據偏差快速發出供熱抽汽流量的控制指令，供熱抽汽蝶閥根據指令快速動作，通過改變供熱抽汽流量進而改變機組發電負荷，減小負荷偏差；

4)所述供熱抽汽流量設定值與實際值之間的偏差為鍋爐主控制器的輸入，主調節回路動作后，鍋爐主控制器會接收到供熱抽汽流量偏差，并開始動作調節燃料量，除控制末期的機組負荷達到負荷指令外，供熱抽汽流量還能恢復至原來的設定值。

所述熱電聯產機組變負荷控制的工作流程為：當機組發電負荷指令變化時，先通過主控制回路改變供熱抽汽流量指令值，作用于供熱抽汽調節蝶閥開度，改變供熱抽汽流量及進入汽輪機低壓缸作功的蒸汽量，迅速提供發電功率。同時，供熱抽汽流量偏差送至原協調控制系統，改變增加燃料量，使機組總功率緩慢變化，同時逐漸恢復供熱抽汽流量至初始值。

所述在燃料量控制通道中，主控制器輸出的供熱抽汽流量信號與機組額定供熱作偏差送入副控制器，副控制器輸出指令至給煤側；。由于鍋爐側的大遲延大慣性，該通道的作用會相對緩慢，但最終會通過增減煤量使得機組達到目標負荷，同時供熱抽汽恢復至額定值。

所述鍋爐主控制器的參數整定與快響應控制系統的參數整定相似，要求具有快的動態響應；副控制器參數整定以緩慢變化，不造成對系統的擾動為目標，可采用比例度和大積分時間，甚至可采用純積分作用