一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置，通过获取燃煤锅炉机组的燃烧特性函数和入炉煤量‑煤粉量关系曲线，根据带有目标负荷的AGC指令，协调控制动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量快速跟踪入炉煤粉变化量目标值，可以在保证锅炉燃烧和汽温壁温稳定条件下，实现燃煤锅炉机组快速精确响应AGC指令，解决了传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高、调节精度低等问题，弥补了电池储能系统的不足，能够很好的满足电网对燃煤机组的调频性能要求。

A fast frequency regulation method and device for coal-fired boiler unit

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置
本申请涉及燃煤锅炉
，尤其涉及一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置。
技术介绍
随着电网对供电质量的要求逐步增高，需要电网区域内的燃煤锅炉机组参与调频辅助服务，即要求燃煤锅炉机组作出快速的负荷响应，以保证电网频率的稳定。为了满足电网对频率的要求，并在电网推出的调配辅助服务中获取收益，越来越多的燃煤电厂开始投资建设电池储能系统，通过电池储能系统的充放电，可实现燃煤机组小范围的快速变化输出功率，实现对电网频率的短时间快速调节。但是电池储能系统无法提高机组本身的调节特性，且电池储能系统的投资成本较大，电池回收处理难。还有一种提高燃煤锅炉机组调频性能的方法是对传统的协调控制方式进行优化,但是传统的协调控制优化技术存在两个主要的问题,一个是给煤出力增加到煤粉出力增加存在较大的延迟,限制了变负荷速率,另一个是在同样的变负荷幅度下,不同热值的煤种的煤量变化通过压力的PID反馈控制,也限制了变负荷速率,而这两个问题的存在,使得传统的协调控制优化技术需要大幅过调来提高变负荷速率,造成主汽温和主汽压的大幅波动,甚至超温和超压。因此，弥补电池储能系统的不足和改善传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高和调节精度低的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法和装置，用于弥补电池储能系统的不足和改善传统协调控制优化技术存在的变负荷速率不高和调节精度低的缺陷。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种燃煤锅炉机组快速调频方法，包括以下步骤：101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；102、获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；103、获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；104、根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。优选地，步骤101具体包括：1011、在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；1012、对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f1，所述燃烧特性函数f1的表达式为：ΔQnet＝f1(ΔP)，其中，ΔQnet为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；1013、获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。优选地，步骤102具体包括：1021、获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉系统运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f2，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2的表达式为：Gmf＝f2(Gm)，其中，Gmf为入炉煤粉量，Gm为入炉煤量。1022、根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：Qmf＝Gm×Qnet,ar/Gmf，其中，Qmf为煤粉热值，Qnet,ar为入炉煤热值。优选地，步骤103具体包括：1031、获取AGC指令，得到目标负荷；1032、根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；1033、根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f1计算输入热量变化率。优选地，步骤104具体包括：1041、根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP的计算公式为：1042、根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP；所述动态分离器特性函数的f3为：ΔM1mf＝f3(ΔS)，其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1mf为入炉煤粉变化量；所述第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：本申请第二方面提供了一种燃煤锅炉机组快速调频装置，包括以下模块：第一处理模块，用于根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；第二处理模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；第三处理模块，用于获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；协调控制模块，用于根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。优选地，所述第一处理模块具体包括：第一获取子模块，用于在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；微分子模块，用于对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f1，所述燃烧特性函数f1的表达式为：ΔQnet＝f1(ΔP)，其中，ΔQnet为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；第一计算子模块，用于获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。优选地，所述第二处理模块具体包括：第二获取子模块，用于获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉系统运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f2，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2的表达式为：Gmf＝f2(Gm)，其中，Gmf为入炉煤粉量，Gm为入炉煤量。第二计算子模块，用于根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：Qmf＝Gm×Qnet,ar/Gmf，其中，Qmf为煤粉热值，Qnet,ar为入炉煤热值。优选地，所述第三处理模块具体包括：第三获取子模块，用于获取AGC指令，得到目标负荷；第三计算子模块，用于根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；第四计算子模块，用于根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f1计算输入热量变化率。优选地，所述协调控制模块具体包括：第一控制子模块，用于根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP的计算公式为：第二控制子模块，用于根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，包括以下步骤：101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷‑输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；102、获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量‑煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量‑煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；103、获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；104、根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。

【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，包括以下步骤：101、根据燃煤锅炉机组的机组负荷-输入热量关系获取燃烧特性函数，并根据所述燃煤锅炉机组的实时运行数据计算输入热量和入炉煤热值，所述实时运行数据包括机组功率和入炉煤量；102、获取所述燃煤锅炉机组的入炉煤量-煤粉量关系曲线，根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线计算入炉煤粉量和煤粉热值；103、获取到目标负荷的AGC指令，根据所述目标负荷和当前负荷计算得到的机组负荷变化率，计算输入热量变化率；104、根据所述输入热量变化率获取入炉煤粉变化量目标值，调节动态分离器的转速、磨煤机通风量和入炉煤量，使得所述燃煤锅炉机组的实际入炉煤粉变化量与所述入炉煤粉变化量目标值相等。2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤101具体包括：1011、在锅炉煤质稳定时，对燃煤锅炉机组进行锅炉机组变负荷试验，得到机组负荷-输入热量关系曲线；1012、对所述机组负荷-输入热量关系曲线进行微分，得到机组的燃烧特性函数f1，所述燃烧特性函数f1的表达式为：ΔQnet＝f1(ΔP)，其中，ΔQnet为进入锅炉的输入热量变化率，ΔP为锅炉机组的负荷变化率；1013、获取所述燃煤锅炉机组的实时运行数据，根据所述机组负荷-输入热量关系曲线计算输入热量和入炉煤热值。3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤102具体包括：1021、获取入炉煤粉进行水分化验，根据制粉系统运行参数和数据分析，生成入炉煤量-煤粉量关系曲线f2，所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2的表达式为：Gmf＝f2(Gm)，其中，Gmf为入炉煤粉量，Gm为入炉煤量；1022、根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2计算入炉煤粉量和煤粉热值，计算所述煤粉热值的表达式为：Qmf＝Gm×Qnet,ar/Gmf，其中，Qmf为煤粉热值，Qnet,ar为入炉煤热值。4.根据权利要求3所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤103具体包括：1031、获取AGC指令，得到目标负荷；1032、根据所述目标负荷和当前负荷计算机组负荷变化率；1033、根据所述机组负荷变化率和所述燃烧特性函数f1计算输入热量变化率。5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉机组快速调频方法，其特征在于，步骤104具体包括：1041、根据所述输入热量变化率和所述煤粉热值计算入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP，所述入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP的计算公式为：1042、根据获取到的动态分离器特性函数调节动态分离器的转速，和或调节磨煤机通风量控制第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1，调节入炉煤量控制第二实际入炉煤粉变化量使得所述第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1和所述第二实际入炉煤粉变化量的总和等于所述入炉煤粉变化量目标值ΔGmf,SP；所述动态分离器特性函数的f3为：ΔM1mf＝f3(ΔS)，其中，ΔS为动态分离器转速变化量，ΔM1mf为入炉煤粉变化量；所述第一实际入炉煤粉变化量ΔGmf,pv1与动态分离器的转速和磨煤机通风量的关系表达式为：其中，Q为磨煤机通风量；所述第二实际入炉煤粉变化量根据所述入炉煤量-煤粉量关系曲线f2和机组的入炉煤量变化量得到，其中，所述入炉煤量变化量的表达式为：6.一种燃煤锅炉机组快速调频装置，其特征在于，包括以下模块：第一处理模块，用于根...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈跃良，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电科院能源技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44