一种火力发电用一次调频系统技术方案

本申请涉及一种火力发电用一次调频系统，其包括频率检测器，用于连接于电网以采集电网频率；调速汽门，安装于主蒸汽母管与汽轮机的进汽口的连通管道上；控制单元，连接于调速汽门，用于调节调速汽门的门开度；第一检测件，安装于主蒸汽母管以采集对应主蒸汽母管的第一蒸汽参数；以及第二检测件，安装于供热母管以采集对应供热母管的第二蒸汽参数；所述控制单元连接于频率检测器，当所述频率检测器检测到电网频率的频率偏差值超过设定阈值时，所述控制单元依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制调速汽门的门开度。本申请具有减少电网频率校正的响应时间，提升一次调频的品质和效率的效果。和效率的效果。和效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种火力发电用一次调频系统


[0001]本申请涉及电网一次调频的领域，尤其是涉及一种火力发电用一次调频系统。

技术介绍

[0002]火力发电，是利用可燃物在燃烧时产生的热能，使水转化为蒸汽，使蒸汽的动能通过汽轮机进行转化，最后通过与汽轮机连接的发电机将动能转换成电能的一种发电方式。
[0003]火力发电过程中，锅炉产生的蒸汽会先进入主蒸汽母管，然后再通入汽轮机内，经过汽轮机后压力衰减的蒸汽会通入供热母管，供热母管与各用户的管线连通，形成热网，以此对蒸汽进行再利用，提升资源与能源利用率。
[0004]在发电过程中，电网频率可能会出现偏差，导致电网的输出不稳定，影响了用电品质，也可能产生安全隐患。因此需要通过一次调频对电网频率进行校正，使其恢复正常。
[0005]一般的一次调频方式，是通过调整锅炉的染料供应量、送风量、水供应量等来调整蒸汽流量及压力，以此调整汽轮机的出力，从而实现电网频率的调整。
[0006]针对上述中的相关技术，专利技术人认为由于锅炉的染料供应量、送风量、水供应量的调整转化为实际的蒸汽流量变化需要较长的时间，使得电网频率的校正存在较大的滞后性，响应过慢，导致一次调频的效果较差。

技术实现思路

[0007]为了减少电网频率校正的响应时间，提升一次调频的品质和效率，本申请提供一种火力发电用一次调频系统。
[0008]本申请提供的一种火力发电用一次调频系统，采用如下的技术方案：
[0009]一种火力发电用一次调频系统，包括：
[0010]频率检测器，用于连接于电网以采集电网频率；
[0011]调速汽门，安装于主蒸汽母管与汽轮机的进汽口的连通管道上；
[0012]控制单元，连接于调速汽门，用于调节调速汽门的门开度；
[0013]第一检测件，安装于主蒸汽母管以采集对应主蒸汽母管的第一蒸汽参数；以及，
[0014]第二检测件，安装于供热母管以采集对应供热母管的第二蒸汽参数；
[0015]所述控制单元连接于频率检测器，当所述频率检测器检测到电网频率的频率偏差值超过设定阈值时，所述控制单元依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制调速汽门的门开度。
[0016]通过采用上述技术方案，通过频率检测器检测当前发电电网的电网频率是否正常，若偏差过大则表示需要进行一次调频，控制单元控制调速汽门的门开度，以使得汽轮机的进汽流量增大或减小，以此根据电网频率的频率偏差值调整发电机的转速，从而对电网频率进行校正。而由于调速汽门直接作用于汽轮机，因此其响应速度远大于锅炉调节，从而减少了电网频率校正的响应时间，提升了一次调频的品质和效率。考虑到热网的稳定性，在调节调速汽门的同时还需要通过第一检测件检测得到的第一蒸汽参数及第二检测件检测
得到的第二蒸汽参数来反映主蒸汽母管与供热母管的蒸汽参数可调范围，以此避免调速汽门的调节导致主蒸汽母管与供热母管内的蒸汽参数发生异常，从而避免造成安全问题。
[0017]优选的，还包括抽汽供热调节阀，所述抽汽供热调节阀安装于汽轮机出汽口与供热母管的连通管道上，所述控制单元连接于抽汽供热调节阀，用于在频率偏差值超过设定阈值时，依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制抽汽供热调节阀的门开度。
[0018]通过采用上述技术方案，通过抽汽供热调节阀可调整汽轮机出汽口的蒸汽流量或压力，以此调整汽轮机进出蒸汽的压差，实现发电机转速的可调，从而方便校正电网频率。
[0019]优选的，所述控制单元包括调节子单元，所述调节子单元用于依据第一蒸汽参数及主蒸汽母管的预设边界条件计算得到第一调节余量，并依据第二蒸汽参数及供热母管的预设边界条件计算得到第二调节余量，并依据第一调节余量与第二调节余量的比对结果控制抽汽供热调节阀的门开度及调速汽门的门开度。
[0020]通过采用上述技术方案，由于主蒸汽母管与供热母管的蒸汽参数各自有边界条件，当蒸汽参数超过边界条件时热网会出现异常，因此为了保障热网的安全性和稳定性，需要在第一调节余量与第二调节余量内对抽汽供热调节阀的门开度及调速汽门的门开度进行调节，以此既提升一次调频的品质，改善电网，又能保障热网的安全性。
[0021]优选的，所述控制单元还包括切换子单元，所述切换子单元连接于调节子单元；
[0022]当第一调节余量低于第一设定值时，停止调节调速汽门的门开度，并调节抽汽供热调节阀的门开度；
[0023]当第二调节余量低于第二设定值时，停止调节抽汽供热调节阀的门开度，并调节调速汽门的门开度。
[0024]通过采用上述技术方案，当第一调节余量低于第一设定值时表示主蒸汽母管接近极限，此时需要停止调节调速汽门，转为调整抽汽供热调节阀，而若第二调节余量低于第二设定值，则需要停止调节抽汽供热调节阀的门开度，转为调节调速汽门的门开度，从而在不影响热网安全性的同时提升一次调频品质。
[0025]优选的，还包括减压调整门，所述减压调整门安装于主蒸汽母管与供热母管的连通管道上，所述控制单元连接于减压调整门，用于依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制减压调整门的门开度。
[0026]通过采用上述技术方案，通过减压调整门可调整主蒸汽母管与供热母管之间的压差，以此调整汽轮机进出蒸汽的压差，以此调整发电机转速及电网频率。
[0027]优选的，所述控制单元用于在频率偏差值超过高位设定值时控制减压调整门的门开度，高位设定值高于设定阈值。
[0028]通过采用上述技术方案，由于通过减压调整门直接调整主蒸汽母管与供热母管之间的流量会导致部分蒸汽未通过汽轮机，以此导致蒸汽内能的浪费，因此减压调整门仅在出现大频差的工况进行出力补偿，以此提升能源利用率。
[0029]优选的，还包括资源分配装置，所述资源分配装置连接于锅炉，且用于与燃料供应源、水供应源及送风设备连接，所述控制单元连接于资源分配装置，用于在电网的频率偏差值超过设定阈值时，控制资源分配装置以调节锅炉的燃料供应量、水供应量及送风量。
[0030]通过采用上述技术方案，在电网频率需要校正时，通过控制单元控制资源分配装置，调整锅炉的燃料、水及空气的进量，以此针对电网的需求调整蒸汽供应，相比于直接调
整调速汽门、抽汽供热调节阀、减压调整门虽然响应速度慢，但可以从根本上解决供需不平衡的问题，提升资源和能源利用率，配合调速汽门、抽汽供热调节阀、减压调整门三种阀门的快速响应，以此实现互补，既提升能源利用率，又提升一次调频的品质和效率。
[0031]优选的，所述控制单元还包括回调子单元，当频率偏差值低于安全预设值且频率偏差值的衰减速率不为零时，所述回调子单元控制抽汽供热调节阀和/或调速汽门的门开度回调，所述安全预设值低于设定阈值。
[0032]通过采用上述技术方案，通过回调子单元实现调速汽门、抽汽供热调节阀、减压调整门三种阀门的回调，配合锅炉的原料进给量调节逐渐发挥效果，实现锅炉供需调整与调速汽门、抽汽供热调节阀、减压调整门三种阀门的平衡，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火力发电用一次调频系统，其特征在于：包括：频率检测器（3），用于连接于电网以采集电网频率；调速汽门（31），安装于主蒸汽母管（2）与汽轮机（12）的进汽口的连通管道上；控制单元（4），连接于调速汽门（31），用于调节调速汽门（31）的门开度；第一检测件（22），安装于主蒸汽母管（2）以采集对应主蒸汽母管（2）的第一蒸汽参数；以及，第二检测件（23），安装于供热母管（21）以采集对应供热母管（21）的第二蒸汽参数；所述控制单元（4）连接于频率检测器（3），当所述频率检测器（3）检测到电网频率的频率偏差值超过设定阈值时，所述控制单元（4）依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制调速汽门（31）的门开度。2.根据权利要求1所述的火力发电用一次调频系统，其特征在于：还包括抽汽供热调节阀（32），所述抽汽供热调节阀（32）安装于汽轮机（12）出汽口与供热母管（21）的连通管道上，所述控制单元（4）连接于抽汽供热调节阀（32），用于在频率偏差值超过设定阈值时，依据第一蒸汽参数、第二蒸汽参数及频率偏差值控制抽汽供热调节阀（32）的门开度。3.根据权利要求2所述的火力发电用一次调频系统，其特征在于：所述控制单元（4）包括调节子单元（41），所述调节子单元（41）用于依据第一蒸汽参数及主蒸汽母管（2）的预设边界条件计算得到第一调节余量，并依据第二蒸汽参数及供热母管（21）的预设边界条件计算得到第二调节余量，并依据第一调节余量与第二调节余量的比对结果控制抽汽供热调节阀（32）的门开度及调速汽门（31）的门开度。4.根据权利要求3所述的火力发电用一次调频系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢，陆陆，何郁晟，王飞，李国维，蓝梦琦，韩峰，沈雪东，宋圣文，于瀛，季先超，石巍巍，
申请(专利权)人：浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：