余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法技术

一种余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，涉及余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制技术。该方法，包括：S1、余热发电机按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电，与余热发电机处于同一电站的燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，其余电站的燃气透平发电机采用有功功率等比例运行模式进行并网发电；S2、确定电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节，实现整个电网的频率稳定。本发明专利技术可顺利地将电站的余热汽轮发电机纳入电网并稳定安全的运行，并取得了良好的节能减排效果和经济效益。

Control and Stability Method of Waste Heat Turbine Generator Connected to the Marine Power Grid

【技术实现步骤摘要】
余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法
本专利技术涉及余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制技术。
技术介绍
目前的海上电网发电机并网运行的控制策略普遍为，通过控制每台发电机的有功出力、无功出力，来达到电网发电机的总出力与电网总负荷之间的平衡，都是针对燃气或者燃油发电机。而新能源发电机特别是余热汽轮发电机属于首次应用在海上电网，它是由其它燃气透平燃烧可燃气产生的废热驱动汽轮发电机来发电。从提高能源利用率的角度来说，不应通过控制或限制余热汽轮发电机的出力大小来达到电网稳定。另外，余热汽轮发电机的装机容量一般是燃气透平发电机的几倍，它的调节响应慢，不像燃气透平发电机那样调节响应速度极快。最后，目前海上电网尚无有效针对余热发电机这种能源循环利用的发电机的电网安稳策略，目前的优先脱扣计算方式无法适用于余热汽轮机和产生余热的燃气透平发电机上。因此，目前的海上电网控制策略和安稳策略已经无法沿用在有余热汽轮发电机的电网中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可稳定安全运行的余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法。本专利技术的目的可以这样实现，设计一种余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，包括：S1、余热发电机按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电，与余热发电机处于同一电站的燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，其余电站的燃气透平发电机采用有功功率等比例运行模式进行并网发电；S2、确定电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节，实现整个电网的频率稳定。进一步地，电网基准频率采样点为50Hz。进一步地，余热汽轮机在线时的发电机跳机后的有功热备计算方法：余热汽轮机跳机后的有功热备：余热发电机跳机热备值＝其它在网机组总最大出力-在网总负荷-Δ修正值；与余热汽轮机同一电站的燃气透平发电机跳机后的有功热备：热备RPI＝在网发电机总最大出力–TRIP发电机最大出力–总负载–Δ修正值–余热贡献值；式中，Δ修正值为计算误差估计值，通常范围在0～1500kW以内；余热贡献值为燃气透平带载运行时产生的余热量对应换算成余热汽机提升的有功功率；其余电站的燃气透平发电机trip热备：热备RPI＝在网发电机总最大出力–TRIP发电机最大出力–总负载-Δ修正值。进一步地，单台燃气透平发电机的余热贡献值为y＝x+k·P，式中，y：此透平机组的余热贡献值，x：此透平机组空载时的余热贡献值，k：此透平机组带载时的有功出力占比，P：此透平机组带载时的实时有功出力本专利技术可顺利地将电站的余热汽轮发电机纳入电网并稳定安全的运行，并取得了良好的节能减排效果和经济效益。附图说明图1是本专利技术较佳实施例的示意图；图2是本专利技术较佳实施例之电站一的示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步的描述。一种余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，包括：S1、余热发电机按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电，与余热发电机处于同一电站的燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，其余电站的燃气透平发电机采用有功功率等比例运行模式进行并网发电；S2、确定电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节，实现整个电网的频率稳定。本实施例中，电网基准频率采样点为50Hz。如图1所示，当海上电网中存在余热汽轮发电机并网运行发电时，电站一至电站四各发电机的控制策略。由于余热汽轮发电机装机容量大，调节响应速度较慢，因此，对余热发电机实行不调节原则，即按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电。而对于跟余热汽轮发电机属于同一电站的燃气透平发电机，由于它们不仅要为海上电网送电，而且还承担着给余热汽轮机提供余热的任务。所以，为保证输送余热气量的稳定，对电站一的六台燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，从而间接上保证了余热汽轮发电机的输出有功功率不至于有大的波动。由于余热汽轮发电机装机容量大，承担了电网用电的主要负荷。因此，剩下的电站二、电站三、电站四中的燃气透平发电机可采用有功功率等比例运行模式进行并网发电。同时，以50Hz为电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节功能，实现整个电网的频率稳定。本专利技术根据余热汽轮发电机和原有燃气透平发电机的控制特性和电气特性的差异，重新制定海上电网电功率管理策略和电网安稳策略，通过控制海上电网燃气透平发电机的频率来稳定整个电网的频率，而不是通过控制余热汽轮发电机的频率和电压来保持电网的稳定。并通过计算燃气透平发电机的余热贡献值，来较为准确的得出燃气透平发电机发生跳机时对海上电网的影响，从而相应的卸载部分用电负荷来保证海上电网发电机组出力与用电负荷的平衡。本专利技术对新能源发电机特别是余热汽轮发电机如何与原有燃气透平发电机一起并网运行提供了良好的解决方案，并为保障海上电网的稳定运行提供了新的思路，具有非常大的推广意义。如图2所示，余热汽轮发电机的存在使海上电网安稳策略出现了改变。余热汽轮发电机的余热，来源于电站一的六台燃气透平发电机，通过将燃气透平机燃烧的余热通过管道输送至余热锅炉，进而驱动余热汽轮机发电。因此，电站一的每一台运行中的透平发电机对余热汽轮发电机都是至关重要的。一旦减少一台燃气透平发电机，就相当于减少了余热汽轮发电机的有功出力，所以，有必要分析出电站一的每台燃气透平发电机对余热汽轮发电机有功出力的贡献值。同时，一旦余热汽轮发电机在网运行，整个海上电网的安稳策略不能像以前的安稳策略那样简单的计算单台燃气透平跳机热备。余热汽轮机在线时的发电机跳机后的有功热备计算方法：余热汽轮机跳机后的有功热备：余热发电机跳机热备值＝其它在网机组总最大出力-在网总负荷-Δ修正值；电站一燃气透平发电机跳机后的有功热备：热备RPI＝在网发电机总最大出力–TRIP发电机最大出力–总负载–Δ修正值–余热贡献值；式中，Δ修正值为计算误差估计值，通常范围在0～1500kW以内；余热贡献值为燃气透平带载运行时产生的余热量对应换算成余热汽机提升的有功功率；电站二、三、四燃气透平发电机trip热备：热备RPI＝在网发电机总最大出力–TRIP发电机最大出力–总负载-Δ修正值由于电站一内的燃气透平发电机跳机后，会损失部分余热，导致余热汽轮发电机有功出力减小，因此，单台燃气透平发电机的余热贡献值有必要通过以下方法计算出来。单台燃气透平发电机的余热贡献值为y＝x+k·P，式中，y：此透平机组的余热贡献值，x：此透平机组空载时的余热贡献值，k：此透平机组带载时的有功出力占比，P：此透平机组带载时的实时有功出力。由于实际运行时，k、P均已知，并且可通过实际带载测试，测出空载时燃气透平发电机的余热贡献值x。因此，电站一的六台燃气透平发电机对余热汽轮机有功出力的余热贡献值分别为：电站一燃气透平发电机1的余热贡献值：y1＝x1+k1·P1电站一燃气透平发电机2的余热贡献值：y2＝x2+k2·P2电站一燃气透平发电机3的余热贡献值：y3＝x3+k3·P3电站一燃气透平发电机4的余热贡献值：y4＝x4+k4·P4电站一燃气透平发电机5的余热贡献值：y5＝x5+k5·P5电站一燃气透平发电机6的余热贡献值：y6＝x6+k6·P6实施例：某电网位于中国南海海域，由终端电站、12-1电站、12-1PU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，其特征在于，包括：S1、余热发电机按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电，与余热发电机处于同一电站的燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，其余电站的燃气透平发电机采用有功功率等比例运行模式进行并网发电；S2、确定电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节，实现整个电网的频率稳定。

【技术特征摘要】
1.一种余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，其特征在于，包括：S1、余热发电机按照余热发电机的最大输出电力能力进行并网发电，与余热发电机处于同一电站的燃气透平发电机采用恒有功出力的方式进行并网运行，其余电站的燃气透平发电机采用有功功率等比例运行模式进行并网发电；S2、确定电网基准频率采样点，通过燃气透平发电机的升频、降频调节，实现整个电网的频率稳定。2.根据权利要求1所述的余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，其特征在于：电网基准频率采样点为50Hz。3.根据权利要求1所述的余热汽轮发电机在海上电网并网运行的控制及安稳方法，其特征在于，余热汽轮机在线时的发电机跳机后的有功热备计算方法：余热汽轮机跳机后的有功热备：余热发电机跳机热备值＝其它在网机组总最大出力-...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳新力，崔嵘，熊永功，李卫团，宁有智，邓传志，张龙，李雄，陈康成，梁建友，王涛，尉言磊，张家健，高传连，莫吉汉，黄礼祥，郝富强，康勇，谢鑫涛，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司湛江分公司，深圳市行健自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44