[發明專利]一種膨脹發電機組甩負荷自帶廠用電轉速快速穩定方法

有效

• 申請號: 202011256900.4
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112431643B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 鐘晶亮;文賢馗;鄧彤天;李翔;張世海;王文強;王鎖斌;姜延燦;馮庭勇;楊大慧
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: F01K7/02
• 分類號: F01K7/02;F01K13/00;F01K13/02;H02J3/38
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種膨脹發電機組甩負荷自帶廠用電轉速快速穩定方法，它包括獲取機組正常運行期間的膨脹發電機組實際轉速、末級膨脹機級組入口壓力實測值和維持本機組運行所需所有輔助設備的電功率，得到實際負荷，得到當前實際負荷下對應的末級膨脹機級組入口壓力應達值；根據實際轉速、額定轉速、末級膨脹機級組入口壓力應達值與末級膨脹機級組入口壓力實測值得到進氣調節門的開度指令，控制進氣調節門開度將發電機轉速調整到額定值；解決了由于加熱器及進氣管道的的氣側容積帶來的轉速響應滯后，機組甩負荷后轉速飛升大、過渡時間較長等問題；有利于壓縮空氣儲能膨脹發電機組在甩負荷后快速恢復并網。

技術領域

本發明屬于壓縮空氣儲能發電設備控制領域，具體涉及一種膨脹發電機組甩負荷自帶廠用電轉速快速穩定方法。

背景技術

隨著能源結構多元化，儲能技術得到蓬勃發展，而壓縮空氣儲能則是一項具有光明前景的技術。在保障供電可靠性方面，儲能技術有著重要作用，壓縮空氣儲能由于其儲能容量大，在快速恢復并較長時間保障重要負荷方面，可以發揮非常好的示范作用。

壓縮空氣儲能系統的工作分為儲能和釋能兩個階段。儲能階段，利用電網多余的電能帶動電動機，進而驅動壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態，儲存于儲氣室，壓縮產生的熱量收集保存在高溫儲熱罐中；釋能階段，高壓空氣從儲氣室釋放，先在換熱器中被加熱，再進入膨脹機膨脹做功，帶動發電機發電。

壓縮空氣儲能系統的膨脹機組一般由多個級組構成。由于壓縮空氣在膨脹后溫度下降較大，為了保證各級膨脹機的進氣溫度，必須在每級膨脹機前都設置一臺加熱器，用以提升壓縮空氣溫度。加熱器體積較大，必須單獨布置，加熱器與膨脹機級組之間通過管道連接。

在釋能過程中，首先需要啟動膨脹發電機組，將膨脹發電機組的轉速從零提升到額定轉速，然后并網發電。膨脹發電機組的功率通過布置在第一級加熱器前的進氣調節門控制。

由于壓縮空氣儲能的特點，機組在沖轉前和并網發電期間，必須有大量輔助設備運行，否則，機組不允許運行。

壓縮空氣儲能膨脹發電機組并網期間，存在從電網解列的風險。為了充分發揮壓縮空氣儲能膨脹發電機組的保障作用，必須盡快恢復并網。特別是在大電網故障、壓縮空氣儲能膨脹發電機組保障重要負荷運行期間，膨脹發電機組的生存能力異常關鍵，需要膨脹發電機組具備甩負荷后自帶廠用電運行的能力，即：機組從電網解列后，應能夠繼續發電，為本機組運行所需的輔助設備提供電力。同時，由于甩負荷后自帶廠用電運行事實上構成了孤網，頻率將出現變化。在這種方式下，保持功率-負荷平衡，并將頻率(即發電機轉速)控制在額定值，是控制的重中之重。

目前，壓縮空氣儲能膨脹發電機組在甩負荷后快速恢復方面主要存在以下問題：1、由于加熱器和管道等中間容積的存在，轉速響應滯后，機組甩負荷后轉速飛升大；2、目前甩負荷后的控制策略，單純以轉速控制為目標，過渡時間較長。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種膨脹發電機組甩負荷自帶廠用電轉速快速穩定方法，以解決現有技術壓縮空氣儲能膨脹發電機組在甩負荷后快速恢復時存在的由于加熱器和管道等中間容積的存在，轉速響應滯后，機組甩負荷后轉速飛升大；2、目前甩負荷后的控制策略，單純以轉速控制為目標，過渡時間較長等技術問題。

本發明的技術方案：

一種膨脹發電機組甩負荷自帶廠用電轉速快速穩定方法，它包括：

步驟1、手動改變膨脹發電機組入口進氣調節門(7)開度，令發電機功率增加直至到達額定功率，得到發電機功率與末級膨脹機級組入口壓力的關系表；

步驟2、對發電機功率N與末級膨脹機級組入口壓力P關系表的數據，分段進行擬合得到發電機功率與末級膨脹機級組入口壓力的關系曲線P＝f(N)；P為末級膨脹機級組入口壓力，N為發電機功率；

步驟3、將曲線P＝f(N)錄入末級膨脹機級組入口壓力應達值計算模塊(3)；