[發明專利]一種面向爐機網協調的鍋爐智能超前控制方法

有效

• 申請號: 201910458774.1
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110118347B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 郭鈺鋒;韓嘉豪;石建國;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F22B35/12
• 分類號: F22B35/12;F22B35/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種面向爐機網協調的鍋爐智能超前控制方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：分析超臨界機組鍋爐能量狀態，采用主蒸汽壓力的變化情況來描述和定義鍋爐能量的增減；步驟二：分析機組能量狀態，定義電網AGC指令與發電機組的實際功率之間的偏差為機組負荷跟隨情況；步驟三：分析不同鍋爐能量變化情況與機組負荷跟隨情況下的組合情況，在鍋爐燃燒率指令側附加智能超前控制通道，對燃燒率指令進行超前控制。本發明可以在傳統超前控制邏輯的基礎上，考慮到主蒸汽壓力的變化方向和機組負荷跟隨情況，在保持原控制方法下機組負荷跟隨能力的情況下同時追求主蒸汽壓力的穩定，抑制其波動，進而延長鍋爐壽命。

技術領域

本發明屬于電力系統中超臨界機組控制技術領域，涉及一種面向爐機網協調的鍋爐智能超前控制方法。

背景技術

在新能源市場占有率逐年提高的背景下，火電機組面臨一些機遇和挑戰。

一是新能源機組的大量投入影響電網調頻、調峰的穩定性。隨著電網中大規模風、光電基地的建成，滲透率的逐漸提高，其具有的隨機性、間歇性、反調節性及出力波動大等特點，以及預測的不準確性對電網安全運行產生了威脅。在新能源接入電網負荷較低的時候，其發電負荷的波動對電網調峰的影響較低，但當新能源接入電網負荷提升到一定比例時，電網需要針對風、光電的出力波動采取預控措施。

二是小容量火電機組由于發電煤耗高、能源利用率低逐漸退出運行，大容量、高參數的超臨界機組和超超臨界機組正在逐漸在電網中推廣運行。超臨界機組效率比亞臨界機組提高了約2～3％，具有明顯的高效、節能和環保優勢，已成為當今世界發達國家競相采用和發展的新技術。我國的能源裝備政策明確要求，要發展大容量高參數的火電機組，國家計委明確新建600MW及以上容量的燃煤機組原則上要采用超臨界或超超臨界參數的火電機組。

超臨界機組傳統的控制有三種方式，分別為爐跟機控制、機跟爐控制、機爐協調控制。

在爐跟機方式下，電網負荷指令傳遞到汽輪機控制指令，主汽閥開到與電網負荷指令相一致的位置。由于汽輪機功率發生變化，主蒸汽壓力也隨之發生變化，鍋爐依據主蒸汽壓力變化調節輸入燃料與給水，跟隨到相應的指令位置。該方式對電網響應速度較快，但由于發電機功率變化會對鍋爐主蒸汽壓力產生巨大的影響，對單元機組的穩定性產生影響。

所以，在爐跟機控制方式的基礎上，考慮在鍋爐側主控加入超前控制回路，使得鍋爐在負荷指令到來前期就開始動作，以提高機組的負荷響應性能，同時減少主蒸汽壓力和溫度的不必要的波動，達到爐機側的高效運轉與協調。但是實驗表明，面對實際負荷時，現有的超前控制回路(BIR-FF、PV-MW等)在主蒸汽壓力波動抑制方面還存在一些不足，這就需要一種更加智能、更加高效的控制方式來提升超臨界機組機爐協調的控制效果。

發明內容

為了解決傳統超前控制沒有考慮到的主蒸汽壓力變化方向以及負荷指令與實際輸出功率差值正負的情況，本發明提供了一種面向爐機網協調的鍋爐智能超前控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種面向爐機網協調的鍋爐智能超前控制方法，包括如下步驟：

步驟一：分析超臨界機組鍋爐能量狀態，采用主蒸汽壓力的變化情況來描述和定義鍋爐能量的增減；

步驟二：分析機組能量狀態，定義電網AGC指令與發電機組的實際功率之間的偏差為機組負荷跟隨情況；

步驟三：分析不同鍋爐能量變化情況與機組負荷跟隨情況下的組合情況，在鍋爐燃燒率指令側附加智能超前控制通道，對燃燒率指令進行超前控制。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：