一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，包括如下过程：获取机组运行参数；根据所述机组运行参数计算当前机组节流调频增方向的做功能力极限和需要变化的凝结水流量；根据当前机组节流调频增方向的做功能力极限判断是否触发调频功能，若是则进行下一步，否则无需调节；根据所述需要变化的凝结水流量、当前的机组负荷和除氧器门的流量特性计算除氧器调门的超驰量；在除氧器水位调门调节水位模式下，根据所述超驰量控制除氧器调门至相应的开度。本发明专利技术能够在保证现有运行参数和工况下，快速提高节流损失小的汽轮机向上做功响应电网一次调频的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法及系统
本专利技术属于燃煤火电机组控制
，具体涉及一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法及系统。
技术介绍
随着社会的发展，对火电机组发电的经济性要求也越来越高。为了提高燃煤发电机组的发电煤耗，汽轮机通流改造是一种被广泛应用的技术。同时各种新建机组也将降低正常运行工况下汽轮机的节流损失作为提高汽轮机发电经济性的重要手段之一。现行的一次调频辅助控制方法各种各样，各有其特点。适用的机组类型、工况以及对机组一次调频产生的作用都各不相同。其中汽轮机节流调频应用最为广泛。正常运行过程中，如果增大机组节流，又对整个机组的发电经济性造成很多不利的影响。现有的双向凝结水辅助调功的控制方法，通过快速增、减凝结水至除氧器的流量，快速降、升机组负荷的方法。此方法在与机组凝结水系统的实际应用情况相匹配时，调节幅度和响应速度都相对较小；同时这种控制优化策略在不同负荷段，正副两向的辅助调功能力偏差很大。双向凝结水辅助调功的控制方法要求控制凝结水至除氧器的流量可以快速大幅的增加或者可以快速大幅的减小。以此保证机组功率可以随之快速的减少和增加。但是现行的各个发电机组的凝结水系统为了节省厂用电考虑，基本都是工作在除氧器上水调门全开，凝结水泵变频调水位的工作状态。如果这时需要减少功率，就要求快速增加凝结水至除氧器的流量。由于除氧器上水调门是处于全开状态的。要想增加凝结水量，只能通过增加凝结水泵变频器频率的方法达到；但是每个变频器由于其内部结构决定了其频率不能够快速增加和减少。这就限制了此种控制策略快速辅助减负荷的速率。同时为了节约采购成本和运行经济性，每台凝结水泵的额定出力基本接近于满负荷工况下、凝结水至除氧器的正常上水流量。因此在高负荷阶段，通过增加凝结水而快速减少负荷的幅度也变得很小，特别是在接近满负荷附近，基本可以忽略。而且为了快速通过凝结水辅助减负荷，要求快速给除氧器增加凝结水，这会破坏除氧器进出水的平衡，导致除氧器水位快速增加，除氧器水位过高又会有跳机的危险。为了保证机组安全运行，正常运行时要将除氧器水位设定的相对较低一些。保证一定除氧器水位不会因为凝结水辅助调频的原因到达危险值。正常运行时除氧器水位降低后，当凝结水辅助调频需要通过减少凝结水流量增加负荷时，减少的流量就需要除氧器内储备的水量补充，由于除氧器水位正常运行过程中就降低了，在保证机组运行安全的情况下，除氧器上水允许减少的流量的时间和幅度都降减少。因此，如果双向辅助调频，为了保证除氧器水位处于相对安全的位置，就是除氧器水位要处于相对中间的位置。除氧器的容积决定了凝结水双向辅助调频动作幅度和响应时间都不能过大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法及系统，能够在保证现有运行参数和工况下，快速提高节流损失小的汽轮机向上做功响应电网一次调频的能力。为解决现有技术问题，本专利技术公开了一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，包括如下过程：获取机组运行参数，所述机组运行参数包括蒸汽压力、蒸汽温度和汽轮机流量；根据所述机组运行参数计算一次调频需求量、当前机组节流调频增方向的做功能力极限和需要变化的凝结水流量；根据当前机组节流调频增方向的做功能力极限和一次调频需求量判断是否触发凝结水辅助调频功能，若是则进行下一步，否则无需调节；根据所述需要变化的凝结水流量、当前的机组负荷和额定负荷下凝结水至除氧器设计流量计算除氧器上水调门的超驰量；在除氧器上水调门调节除氧器水位模式下，闭锁除氧器水位调节系统主PID调节，然后根据所述超驰量控制除氧器调门至相应的开度，最后通过除氧器水位调节系统副PID闭环调节控制凝结水流量达到设定值。进一步地，根据所述机组运行参数计算当前机组节流调频增方向的做功能力极限的具体过程为：根据所述机组运行参数计算一次调频需求量和额定蒸汽温度下每1％汽轮机流量变化引起的负荷变化量；根据所述一次调频需求量和每变化1℃蒸汽温度、每1％流量变化引起的负荷变化量计算当前机组节流调频的最大值和压力修正系数；根据所述当前机组节流调频的最大值和所述压力修正系数计算所述任意工况下机组节流调频增方向的做功能力极限。进一步地，所述一次调频需求量的计算公式为：ΔW1＝Wf/S；其中，Wf为当前机组负荷对应的工作压力P和额定蒸汽温度Te下汽轮机流量增加S％后实际功率增加量；所述每下降1℃蒸汽温度、每1％流量变化引起的负荷变化量的计算公式为：ΔW2＝[Wf－(Wf－Wt)/ΔT]·ΔW1/Wf；其中，ΔT＝Te-Tt，Tt为产生功率变化Wt的蒸汽温度，Te为额定蒸汽温度，Wt为相同压力P下，温度偏差为ΔT℃时，汽轮机流量增加S％后机组实际功率变化值。进一步地，所述当前机组蒸汽压力P下节流调频的最大值的计算公式为：ΔWmax＝(100-TF)·ΔW2·[Wf-(Wf－Wt)·(Te-T)/ΔT]·Wf；其中，Te为额定蒸汽温度，其为已知值，T为当前蒸汽温度，TF为汽轮机调频前流量，Wt为相同压力P下，与额定蒸汽温度偏差为ΔT℃时，汽轮机流量增加S％后机组实际功率变化值；所述压力修正系数的计算公式为：Kp＝[Wf-(Wf-Wf2)·(P-Px)/ΔP]/Wf；其中，ΔP＝P-Pe，P为产生功率变化Wf的蒸汽压力，Pe为产生功率变化Wf2的蒸汽压力，Px为任意压力，Wf2为偏差ΔP的工况下，额定蒸汽温度和汽轮机流量增加S％后机组实际功率变化值。进一步地，所述任意工况下，机组节流调频增方向的做功能力极限的计算公式为：ΔWmax2＝ΔWmax·Kp；其中，ΔWmax为蒸汽压力P、蒸汽温度T、汽轮机流量TF下，机组节流调频的最大值，Kp为压力修正系数。进一步地，所述需要变化的凝结水流量的计算公式为：Fn＝η·(ΔW1－ΔWmax2)；其中，Fn为需要变化的凝结水流量，η为凝结水流量变化系数，其值为机组凝结水流量的减少量与产生的机组负荷增量的比值；ΔW1为一次调频需求量，ΔWmax2为当前机组节流调频增方向的做功能力极限。进一步地，根据当前机组节流调频增方向的做功能力极限判断是否触发调频功能的条件为：若满足ΔW1－ΔWmax2＞0，则触发辅助调频功能，否则不触发调频功能；其中，ΔW1为一次调频需求量，ΔWmax2为当前工况下机组节流调频增方向的做功能力极限。进一步地，超驰量的计算公式为：Q＝[1-We/W·(Fn/Yn)]·100；We为凝结水辅助调频前的机组实际负荷，W为机组额定负荷，Yn为额定负荷下凝结水至除氧器设计流量。进一步地，还包括如下过程：根据电网频率恢复后的除氧器水位与预设水位判断是否需要消除除氧器水位偏差，若是则将除氧器水位调节切换为凝结水泵变频调节模式，将凝结水泵变频器的频率加一个正偏置以快速恢复除氧器水位直至除氧器实际水位与水位设定值偏差在设定范围以内，然后将凝结水变频器的频率偏置恢复为“0”，最后将除氧器水位调节主PID的输出闭锁释放，恢复凝结水变频调水位控制。本专利技术还公开了一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制系统，包括：获取模块，用于获取机组运行参数；第一计算模块，用于根据所述机组运行参数计算当前机组节流调频增方向的做功能力极限和需要变化的凝结水流量；判断模块，用于根据当前机组节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，其特征在于：包括如下过程：获取机组运行参数，所述机组运行参数包括蒸汽压力、蒸汽温度和汽轮机流量；根据所述机组运行参数计算一次调频需求量、当前机组节流调频增方向的做功能力极限和需要变化的凝结水流量；根据当前机组节流调频增方向的做功能力极限和一次调频需求量判断是否触发凝结水辅助调频功能，若是则进行下一步，否则无需调节；根据所述需要变化的凝结水流量、当前的机组负荷和额定负荷下凝结水至除氧器设计流量计算除氧器上水调门的超驰量；在除氧器上水调门调节除氧器水位模式下，闭锁除氧器水位调节系统主PID调节，然后根据所述超驰量控制除氧器调门至相应的开度，最后通过除氧器水位调节系统副PID闭环调节控制凝结水流量达到设定值。

【技术特征摘要】
1.一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，其特征在于：包括如下过程：获取机组运行参数，所述机组运行参数包括蒸汽压力、蒸汽温度和汽轮机流量；根据所述机组运行参数计算一次调频需求量、当前机组节流调频增方向的做功能力极限和需要变化的凝结水流量；根据当前机组节流调频增方向的做功能力极限和一次调频需求量判断是否触发凝结水辅助调频功能，若是则进行下一步，否则无需调节；根据所述需要变化的凝结水流量、当前的机组负荷和额定负荷下凝结水至除氧器设计流量计算除氧器上水调门的超驰量；在除氧器上水调门调节除氧器水位模式下，闭锁除氧器水位调节系统主PID调节，然后根据所述超驰量控制除氧器调门至相应的开度，最后通过除氧器水位调节系统副PID闭环调节控制凝结水流量达到设定值。2.根据权利要求1所述的一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，其特征在于：根据所述机组运行参数计算当前机组节流调频增方向的做功能力极限的具体过程为：根据所述机组运行参数计算一次调频需求量和额定蒸汽温度下每1％汽轮机流量变化引起的负荷变化量；根据所述一次调频需求量和每变化1℃蒸汽温度、每1％流量变化引起的负荷变化量计算当前机组节流调频的最大值和压力修正系数；根据所述当前机组节流调频的最大值和所述压力修正系数计算所述任意工况下机组节流调频增方向的做功能力极限。3.根据权利要求2所述的一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，其特征在于：所述一次调频需求量的计算公式为：ΔW1＝Wf/S；其中，Wf为当前机组负荷对应的工作压力P和额定蒸汽温度Te下汽轮机流量增加S％后实际功率增加量；所述每下降1℃蒸汽温度、每1％流量变化引起的负荷变化量的计算公式为：ΔW2＝[Wf－(Wf－Wt)/ΔT]·ΔW1/Wf；其中，ΔT＝Te-Tt，Tt为产生功率变化Wt的蒸汽温度，Te为额定蒸汽温度，Wt为相同压力P下，温度偏差为ΔT℃时，汽轮机流量增加S％后机组实际功率变化值。4.根据权利要求3所述的一种单向精确控制的凝结水辅助调频控制方法，其特征在于：所述当前机组蒸汽压力P下节流调频的最大值的计算公式为：ΔWmax＝(100-TF)·ΔW2·[Wf-(Wf－Wt)·(Te-T)/ΔT]·Wf；其中，Te为额定蒸汽温度，其为已知值，T为当前蒸汽温度，TF为汽轮机调频前流量，Wt为相同压力P下，与额定蒸汽温度偏差为ΔT℃时，汽轮机流量增加S％后机组实际功率变化值；所述压力修正系数的计算公式为：Kp＝[Wf-(Wf-Wf2)·(P-Px)/ΔP]/Wf；其中，ΔP＝P-Pe，P为产生功率变化Wf的蒸汽压力，Pe为产生功率变化Wf2的蒸汽压力，Px为任意压力，Wf2为偏差ΔP的工况下，额定蒸汽温度和汽轮机流量增加S％后机组实际功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡尊民，于国强，殳建军，杨小龙，张天海，史逸越，汤可怡，刘娜娜，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32