[發明專利]一種深度調峰時汽輪機主控輔助調壓控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110351729.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113050411A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王宏杰;高奎;王海濤;趙暉;高景輝;譚祥帥;陳志剛
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種深度調峰時汽輪機主控輔助調壓控制系統及方法，在汽輪機主控負荷設定值回路設置主汽壓力偏差修正回路，隨機組負荷降低逐漸減小修正回路壓力偏置設定，根據主汽壓力偏差采用PI調節方式修正負荷設定值，對修正后主汽壓力偏差進行PI調節計算形成負荷設定修正量，對負荷設定修正量限幅及有效性選擇后對機組負荷設定值修正，從而減小深度調峰過程中主汽壓力偏差，保證降負荷時主汽壓力偏差處于需求范圍，避免深度調峰階段主汽壓力過高的現象，進而消除燃料量、給水流量及總風量過低及波動的現象，以提高機組在深度調峰階段運行的安全性及穩定性。

技術領域

本發明涉及超(超)臨界燃煤發電機組深度調峰技術領域，特別涉及一種深度調峰時汽輪機主控輔助調壓控制系統及方法。

背景技術

隨著可再生能源裝機規模持續擴大，電網穩定運行受新能源發電輸出的不連續性影響日益嚴重。在電源側通過進行火電機組靈活性改造及控制系統優化，進一步提高火電機組的調頻調峰能力，不僅增強了可再生能源消納能力，還有利于電網的穩定運行。

現有技術超(超)臨界機組主汽壓力控制方案為：采用鍋爐跟隨為基礎的協調控制系統，通過汽輪機主控調整汽輪機進汽流量以控制機組電負荷，通過調整鍋爐燃料量、給水流量及總風量控制主汽壓力，當主汽壓力偏差過大時，通過開環控制的壓力拉回回路對汽輪機流量進行修正。

超(超)臨界機組深度調峰時，特別是在40％額定負荷以下至最低穩燃負荷階段降負荷過程中，燃料量、給水流量、總風量等參數逐漸逼近最低限制值導致其下調能力逐步減小，受此影響主汽壓力下降速率逐漸趨緩引起壓力偏差增大、負荷下降速率趨緩，汽輪機主控如果單純的響應負荷變化需求將會導致汽輪機調閥繼續關小引起主汽壓力偏差進一步增大，一方面主汽壓力過高時容易引起水冷壁超溫、汽泵出力不足等問題，另一方面主汽壓力偏差增大會導致鍋爐燃料量、給水流量及總風量繼續下調甚至低于最低限制范圍，嚴重威脅機組安全運行。

采用壓力拉回回路在壓力過高時可以減小主汽壓力偏差，但存在兩方面問題，一方面是開環控制特性容易引起主汽壓力的波動，進而引起燃料量、給水流量及總風量的波動，對于機組在低負荷階段的安全運行帶來不利影響；另一方面是單純的壓力拉回回路無法區分不同負荷段機組對主汽壓力控制偏差的不同需求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種深度調峰時汽輪機主控輔助調壓控制系統及方法，在汽輪機主控負荷設定值回路設置主汽壓力偏差修正回路，隨機組負荷降低逐漸減小修正回路壓力偏置設定，根據主汽壓力偏差采用PI調節方式修正負荷設定值，從而保證低負荷時主汽壓力偏差處于需求范圍，避免深度調峰階段主汽壓力過高的現象，進而消除燃料量、給水流量及總風量過低及波動的現象，以提高機組在深度調峰階段運行的安全性及穩定性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種深度調峰時汽輪機主控輔助調壓控制系統，包括第一加法器6，第一加法器6輸入與負荷設定值AI輸入1及選擇器15輸出連接，第一加法器6輸出與第一減法器7被減數端連接，第一減法器7減數端與機組負荷AI輸入2連接，第一減法器7輸出與機組負荷PI調節器8輸入連接，機組負荷PI調節器8輸出與汽輪機主控指令AO輸出17連接；

所述負荷設定值AI輸入1與折線函數9輸入連接，折線函數9輸出與速率限制器10輸入連接，速率限制器10輸出與第二加法器11第一輸入連接，第二加法器11第二輸入與主汽壓力設定值AI輸出3連接；

所述第二加法器11輸出連接第二減法器12減數端，第二減法器12被減數端與主汽壓力AI輸入4連接，第二減法器12輸出連接負荷修正量PI調節器13輸入，負荷修正量PI調節器13輸出連接幅值限制器14輸入；幅值限制器14輸出連接選擇器15的Y端，選擇器15的N端與常數模塊16輸出連接，選擇器15的選擇端S與降負荷DI輸入5連接。

所述的折線函數9設置如下表，其中X為額定負荷的百分數，Y為主汽壓力偏置。