[發明專利]熱電聯供機組多模式抽汽輔助調峰調頻控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110791611.2
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113489024B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 王明坤;李軍;周俊波;高海東;高林;王林;肖勇;郭亦文;侯玉婷;陸晨旭;王文毓
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/48;F01K13/00;F01K11/02;F01K17/02;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.熱電聯供機組多模式抽汽輔助調峰調頻控制系統，其特征在于：包括鍋爐(1)，鍋爐1的高溫高壓蒸汽出口與汽輪機高壓缸(2)進口相連，高壓缸(2)出口分別與鍋爐(1)的再熱器進口和冷再抽汽止回閥(9)相連，鍋爐(1)的再熱器出口分別與中調門(5)和熱再抽汽止回閥(6)相連，中調門(5)與中壓缸(3)進口相連，中壓缸(3)出口與低壓缸(4)進口相連；熱再抽汽止回閥(6)與熱再抽汽調節閥(7)相連，冷再抽汽止回閥(9)與冷再抽汽調節閥(10)相連，熱再抽汽調節閥(7)分別與減溫水調節閥(8)和冷再抽汽調節閥(10)連接；

鍋爐蒸發量計算模塊(11)、熱再抽汽流量(12)、冷再抽汽流量(13)、機組出力(14)與存儲數據庫(15)相連，存儲數據庫(15)依次與數據預處理(16)、數據篩選模塊(17)、最小二乘法擬合模塊(18)相連；機組出力(14)、中調下發指令(19)與AGC功率需求計算模塊(20)相連，頻率偏差信號(21)與調頻功率計算模塊(22)相連，AGC功率需求計算模塊(20)、調頻功率計算模塊(22)與機組功率調整計算模塊(23)相連；鍋爐蒸發量計算模塊(11)、熱再抽汽流量(12)、冷再抽汽流量(13)、機組出力(14)、最小二乘法擬合模塊(18)、機組功率調整計算模塊(23)與控制指令計算模塊(24)相連，控制指令計算模塊(24)與限幅限速模塊(25)相連，限幅限速模塊(25)與熱再抽汽調節閥(7)、冷再抽汽調節閥(10)相連。

2.權利要求1所述的熱電聯供機組多模式抽汽輔助調峰調頻控制系統的控制方法，其特征在于：

鍋爐(1)通過換熱器將熱量傳遞給鍋爐給水變為高溫高壓的蒸汽，隨后驅動高壓缸(2)作功發電，高壓缸(2)排汽進入鍋爐(1)再熱器中進行換熱，然后高溫蒸汽通過中調閥(5)驅動中壓缸(3)、低壓缸(4)進行作功發電；在高壓缸(2)排汽進入鍋爐(1)再熱器前引出部分蒸汽，通過冷再抽汽止回閥(9)、熱再抽汽調節閥(10)送入供熱母管，在中調門(5)前和鍋爐(1)再熱器后引出部分高溫蒸汽，通過熱再抽汽止回閥(6)、熱再抽汽調節閥(7)并經過減溫水調節閥(8)噴淋的減溫水降溫后送入供熱母管；鍋爐給水流量和減溫水量通過鍋爐蒸發量計算模塊(11)求和獲得鍋爐蒸發量，并將熱再抽汽流量(12)、冷再抽汽流量(13)和機組出力(14)送入存儲數據庫(15)進行存儲，隨后通過數據預處理模塊(16)完成缺失數據填充和變步長濾波的數據預處理，通過數據篩選模塊(17)篩選出穩態工況數據，通過最小二乘法擬合模塊(18)將篩選數據進行擬合獲得機組特性曲線；隨后將機組出力(14)與中調下發指令(19)送入AGC功率需求計算模塊(20)進行減法運算即獲得AGC功率需求，頻率偏差信號(21)送入調頻功率計算模塊(22)，通過查詢頻率偏差-功率的對應函數曲線獲得調頻功率需求，隨后AGC功率需求和調頻功率需求經過機組功率調整計算模塊(23)匯總獲得機組所需的調整功率；控制指令計算模塊(24)結合鍋爐蒸發量計算模塊(11)的鍋爐蒸發量、熱再抽汽流量(12)、冷再抽汽流量(13)、機組出力(14)、最小二乘法擬合模塊(18)獲得的機組特性曲線，實時計算獲得最優工況下冷再/熱再抽汽流量偏置指令，實現閉環控制；最優工況下冷再/熱再抽汽流量偏置指令經過限幅限速模塊(25)下發至熱再抽汽調節閥(7)和冷再抽汽調節閥(10)，通過定量的調節閥流量偏置完成機組的精確快速調峰動作，實現多模式抽汽輔助調峰調頻精細化控制，避免了操作的盲目性；

所述控制指令計算模塊(24)結合鍋爐蒸發量計算模塊(11)的鍋爐蒸發量、熱再抽汽流量(12)、冷再抽汽流量(13)、機組出力(14)、最小二乘法擬合模塊(18)獲得的機組特性曲線，實時計算獲得最優工況下冷再/熱再抽汽流量偏置指令，實現閉環控制；控制指令計算如下：

機組功率調整計算模塊(23)得到機組所需的調整功率ΔP，結合當前機組運行狀態，鍋爐蒸發量Q_total、熱再抽汽流量Q_h、冷再抽汽流量Q_c、通過穩態篩選和擬合可獲得機組出力的機組特性曲線P＝f(Q_h,Q_c)，并計算獲得特性曲線當前工況的計算功率P_cal，則修正功率偏差為：

δP＝P_act-P_cal

式中，δP為修正功率偏差；P_act為機組實際出力；

結合修正功率偏差δP對特性曲線進行修正，修正后的特性曲線：

P+δP＝f(Q_h,Q_c)

結合機組所需的調整功率ΔP、冷熱再抽汽安全邊界和擾動調節速率，對P+δP＝f(Q_h,Q_c)進行反算，從而獲得實際所需的熱再抽汽流量Q_h2、冷再抽汽流量Q_c2，即可獲得熱再抽汽所需流量偏置指令δQ_h和冷再抽汽所需流量偏置指令δQ_c，從而下發定量控制參數完成閉環控制，計算公式如下：

δQ_h＝Q_h2-Q_h

δQ_c＝Q_c2-Q_c。