[發(fā)明專利]一種光煤互補(bǔ)系統(tǒng)變工況的發(fā)電功率尋優(yōu)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010102027.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN111306820B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)卉;種道彤;李昕;劉明;嚴(yán)俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F24S50/00
• 分類號(hào): F24S50/00;F24S20/40;F22D5/26;F22B1/00;F03G6/06
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種光煤互補(bǔ)系統(tǒng)變工況的發(fā)電功率尋優(yōu)控制方法，其特征在于：

以發(fā)電功率最優(yōu)作為光煤互補(bǔ)系統(tǒng)變工況運(yùn)行的控制目標(biāo)，發(fā)電功率最優(yōu)是指在保證光煤互補(bǔ)系統(tǒng)汽輪機(jī)的主蒸汽流量和溫度不變、再熱蒸汽溫度不變的情況下，通過(guò)調(diào)整光煤互補(bǔ)回路的光煤流量分配比來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)加熱的水流量，而達(dá)到汽輪機(jī)的最大輸出功率；

發(fā)電功率的計(jì)算方法是利用式(1)計(jì)算太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)加熱和高壓加熱器加熱的水混合后的比焓，再利用式(2)，結(jié)合熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算方法，計(jì)算出發(fā)電功率；

h_w(i-1),in＝α_TCS×h_s,out+(1-α_TCS)h_wi,out (1)

式中，h_w(i-1),in是通過(guò)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)加熱和高壓加熱器加熱的水混合后的比焓，i＝1,2,…,n，kJ/kg；n為光煤互補(bǔ)系統(tǒng)高壓加熱器的總個(gè)數(shù)，高壓加熱器按壓力由高至低依次編號(hào)為1至n；α_TCS是光煤流量分配比；h_s,out是通過(guò)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)加熱后的水的比焓，kJ/kg；h_wi,out是通過(guò)原有高壓加熱器加熱后的水的比焓，kJ/kg；

式中，D₀是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)主蒸汽流量，kg/s；h₀是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)主蒸汽比焓，kJ/kg；D_zr是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)再熱蒸汽流量，kg/s；h_zr是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)再熱蒸汽比焓，kJ/kg；D_i是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)中燃煤發(fā)電的汽輪機(jī)第i級(jí)抽汽流量，i＝1,2,…,n，kg/s；h_wi,in是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)中燃煤發(fā)電的汽輪機(jī)第i級(jí)抽汽比焓，kJ/kg；D_c是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)排汽流量，kg/s；h_c是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)排汽比焓，kJ/kg；D_sg1和D_sg2是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)中燃煤發(fā)電的前軸封汽量和后軸封汽量，kg/s；h_sg1和h_sg2是光煤互補(bǔ)系統(tǒng)中燃煤發(fā)電的前軸封汽比焓和后軸封汽比焓，kJ/kg；

具體包括以下步驟：

步驟1：讀取光煤互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的工況條件，讀取與高壓加熱器并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、燃煤發(fā)電系統(tǒng)及環(huán)境條件的相關(guān)信息；

步驟2：根據(jù)太陽(yáng)能集熱單元導(dǎo)熱油工作溫度區(qū)間及其設(shè)備安全工作范圍確定太陽(yáng)能集熱單元可加熱的水流量范圍，再根據(jù)水流量范圍與燃煤機(jī)組給水流量之比確定光煤互補(bǔ)系統(tǒng)可運(yùn)行的光煤流量分配比范圍；

步驟3：在指定電負(fù)荷，保證光煤互補(bǔ)系統(tǒng)汽輪機(jī)的主蒸汽流量和溫度不變、再熱蒸汽溫度不變的情況下，在步驟2計(jì)算出的光煤流量分配比變化范圍內(nèi)，建立當(dāng)前光照條件和電負(fù)荷條件下光煤互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)電功率W_SCPP與光煤流量分配比的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

步驟4：在步驟3的對(duì)應(yīng)關(guān)系中選擇所要求運(yùn)行的工況下發(fā)電功率的最大值對(duì)應(yīng)的光煤流量分配比，即：設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度取光煤互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行地點(diǎn)的典型氣象年的平均太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度，當(dāng)80％至100％電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，控制在光煤流量分配比的下限值運(yùn)行；當(dāng)60％至80％電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度大于78％-95％的設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度時(shí)，光煤流量分配比控制在0.4至0.7之間，發(fā)電功率存在最大值，當(dāng)太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度不大于78％-95％的設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度時(shí)，光煤流量分配比控制在下限值至0.6之間，發(fā)電功率存在最大值；當(dāng)40％至60％電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度大于94％-102％的設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度時(shí)，光煤流量分配比控制在上限值發(fā)電功率最大，當(dāng)太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度在47％-63％至94％-102％的設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度時(shí)，光煤流量分配比控制在0.4至0.7之間發(fā)電功率存在最大值，當(dāng)太陽(yáng)直接法相輻射強(qiáng)度不高于47％-63％的設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度時(shí)，光煤流量分配比控制在0.25至0.3之間發(fā)電功率存在最大值，且控制在0.3至0.8之間發(fā)電功率與最大值接近；

步驟5：根據(jù)步驟4得出的優(yōu)化的光煤流量分配比，利用式(3)計(jì)算流入太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)所加熱的水流量的優(yōu)化值調(diào)節(jié)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)所加熱的水流量至優(yōu)化的水流量；

式中，為流入太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)加熱的水流量的優(yōu)化值，kg/s；為優(yōu)化的光煤流量分配比；D_w為當(dāng)前工況下的給水流量，kg/s；

當(dāng)光煤互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行工況改變或太陽(yáng)光照強(qiáng)度改變時(shí)，重復(fù)步驟1至步驟5，重新達(dá)到控制目標(biāo)。