一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法及系统，属于供热机组调峰技术领域。针对供热机组快速变负荷过程中参数波动大、灵活性差的问题，从供热机组与热网侧耦合调峰的角度出发，充分利用热网侧的蓄能，实现了机炉协调控制与热网侧同时承担负荷指令，从而减小了机组变负荷过程中的参数波动，改善了机组运行安全性，提高了供热机组的运行灵活性。本发明专利技术在保证热网安全且不影响用户体验的前提下，充分利用供热机组热网侧的蓄能，提高供热机组变负荷速率，增强供热机组灵活调峰的能力，为可再生能源大规模并网提供了条件。条件。条件。

【技术实现步骤摘要】
一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法及系统


[0001]本专利技术属于供热机组调峰
，具体涉及一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]能源的高效清洁利用是各国一直以来追求的目标。热电联产技术可同时生产“电”和“热”，实现了能量的梯级利用，提高了能源利用效率，成为燃煤热力系统发展的主要方向之一，实现热电联产的机组称为供热机组。
[0003]为了减少碳排放，可再生能源进行了大规模并网，其间歇性对电网的安全性造成了很大的威胁。为了消纳可再生能源，供热机组必须参与灵活调峰。但是由于锅炉与汽轮机热惯性的差异，快速变负荷引起了机组参数的强烈波动，严重影响到机组运行的安全性与高效性，为此提高供热机组灵活调峰能力迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法及系统，在保证热网安全且不影响用户体验的前提下，充分利用供热机组热网侧的蓄能，提高供热机组变负荷速率，增强供热机组灵活调峰的能力，为可再生能源大规模并网提供了条件。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，包括：
[0007]S1：供热机组接收到负荷指令后，根据设定变负荷速率判断是否进行负荷分解，若不进行负荷分解，则将负荷指令输入到机炉协调控制系统中；若进行负荷分解，则转S2；
[0008]S2：根据用户侧允许波动的温度范围得到热网最大可利用的蓄热量，通过单位供热抽汽的放热量得到热网侧供热抽汽允许减小的最大流量，进而得到热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量；
[0009]S3：根据机组当前负荷、目标负荷和S2得到的热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，得到热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间；
[0010]S4：根据设定机组变负荷速率和S3得到的热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间，得到机炉协调控制系统所承担的负荷指令和热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令；
[0011]S5：根据低压缸处单位质量流量蒸汽的做功量和S4得到的热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令，得到供热抽汽实时节流量，进而得到供热抽汽阀门的开度；将S4得到的机炉协调控制系统所承担的负荷指令输入到机炉协调控制系统中，完成供热机组的灵活性控制。
[0012]优选地，S2中，所述热网最大可利用的蓄热量的计算方法如下：
[0013]ΔH＝C
p
·
m
·
Δt
[0014]式中：ΔH为热网最大可利用的蓄热量，kJ；C
p
为热网中管道对应的金属比热容，kJ/kg/K；m为热网中管道所用金属的质量，kg：Δt为热网允许的温度波动范围，K。
[0015]进一步优选地，S2中，所述热网侧供热抽汽允许减小的最大流量的计算方法如下：
[0016][0017]式中，G为热网侧供热抽汽允许减小的最大流量，kg；Δh为单位质量供热抽汽的放热量，kJ/kg。
[0018]进一步优选地，S2中，所述热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量的计算方法如下：
[0019]E＝G
·
Δw0[0020]式中，E为热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，kJ；Δw0为当前负荷下低压缸进出口蒸汽的焓差，kJ/kg。
[0021]优选地，S3中，所述热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间的计算方法如下：
[0022][0023]式中，t
max
为热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间，s；E为热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，kJ；Pe1为机组初始负荷，kW；Pe2为机组目标负荷，kW。
[0024]优选地，S4中，所述机炉协调控制系统所承担的负荷指令的计算方法如下：
[0025]t
s
＝(Pe2‑
Pe1)/R0*60/1000
[0026]t
y
＝t
s
‑
t
max
[0027]R1＝(Pe2‑
Pe1)/t
y
·
60/1000
[0028][0029]式中，t
max
为热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间，s；Pe1为机组初始负荷，kW；Pe2为机组目标负荷，kW；t
s
是机炉协调控制系统负荷指令在设定变负荷速率下达到目标负荷的时间，s；R0是机组整体变负荷速率即设定变负荷速率，MW/min；t
y
为负荷分解后机炉协调控制系统负荷指令达到目标指令的时间，s；R1是负荷分解后机炉协调控制系统的变负荷速率，MW/min；Pe
ccs
为负荷分解后机炉协调控制系统所承担的负荷指令，kW；t为实时时间，s。
[0030]进一步优选地，S4中，所述热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令的计算方法如下：
[0031][0032]Pe
heat
＝Pe
s
‑
Pe
ccs
[0033]式中，Pe
s
为机炉协调控制系统在设定变负荷速率下的负荷指令，kW；Pe
heat
为热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令，kW。
[0034]优选地，S5中，所述供热抽汽实时节流量的计算方法如下：
[0035][0036]式中，Pe
heat
为热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令，kW；ΔG为供热抽汽的节流量，kg/s；Δw
rt
为当前负荷下低压缸处单位质量流量蒸汽的做功量，kW/(kg/s)。
[0037]优选地，S5中，所述供热抽汽阀门的开度的计算方法如下：
[0038][0039]式中，K为供热抽汽阀门的开度；G
s
为供热抽汽流量的设定值，kg/s；Δp为供热抽汽阀门前后的压差，MPa；ρ为供热抽汽的密度，kg/m3；K
v
为阻力增益系数。
[0040]本专利技术公开了一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制系统，包括：
[0041]负荷分解判断模块，接收负荷指令，并根据设定变负荷速率判断是否进行负荷分解；
[0042]负荷指令发送模块，将负荷指令输入到机炉协调控制系统中；
[0043]热网最大可利用的蓄热量计算模块，根据用户侧允许波动的温度范围得到热网最大可利用的蓄热量；
[0044]热网侧供热抽汽允许减小的最大流量计算模块，通过单位供热抽汽的放热量得到热网侧供热抽汽允许减小的最大流量；
[0045]热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量计算模块，计算热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量；
[0046]热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间计算模块，根据机组当前负荷、目标负荷和热网侧供热抽汽所能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，包括：S1：供热机组接收到负荷指令后，根据设定变负荷速率判断是否进行负荷分解，若不进行负荷分解，则将负荷指令输入到机炉协调控制系统中；若进行负荷分解，则转S2；S2：根据用户侧允许波动的温度范围得到热网最大可利用的蓄热量，通过单位供热抽汽的放热量得到热网侧供热抽汽允许减小的最大流量，进而得到热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量；S3：根据机组当前负荷、目标负荷和S2得到的热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，得到热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间；S4：根据设定机组变负荷速率和S3得到的热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间，得到机炉协调控制系统所承担的负荷指令和热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令；S5：根据低压缸处单位质量流量蒸汽的做功量和S4得到的热网供热抽汽节流系统所承担的负荷指令，得到供热抽汽实时节流量，进而得到供热抽汽阀门的开度；将S4得到的机炉协调控制系统所承担的负荷指令输入到机炉协调控制系统中，完成供热机组的灵活性控制。2.如权利要求1所述的通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，S2中，所述热网最大可利用的蓄热量的计算方法如下：ΔH＝C
p
·
m
·
Δt式中：ΔH为热网最大可利用的蓄热量，kJ；C
p
为热网中管道对应的金属比热容，kJ/kg/K；m为热网中管道所用金属的质量，kg：Δt为热网允许的温度波动范围，K。3.如权利要求2所述的通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，S2中，所述热网侧供热抽汽允许减小的最大流量的计算方法如下：式中，G为热网侧供热抽汽允许减小的最大流量，kg；Δh为单位质量供热抽汽的放热量，kJ/kg。4.如权利要求3所述的通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，S2中，所述热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量的计算方法如下：E＝G
·
Δw0式中，E为热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，kJ；Δw0为当前负荷下低压缸进出口蒸汽的焓差，kJ/kg。5.如权利要求1所述的通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，S3中，所述热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间的计算方法如下：式中，t
max
为热网侧供热抽汽节流最大可持续的时间，s；E为热网侧供热抽汽所能提供的最大累积做功量，kJ；Pe1为机组初始负荷，kW；Pe2为机组目标负荷，kW。6.如权利要求1所述的通过供热抽汽节流提高机组灵活性的控制方法，其特征在于，S4中，所述机炉协调控制系统所承担的负荷指令的计算方法如下：t
s
＝(Pe2‑
Pe1)/R0*60/1000
t
y
＝t
s
‑
t
max
R1＝(Pe2‑
Pe1)/t
y
·
60/1000式中，t
max
为热网侧供热抽汽节流最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁，沈乾坤，金国强，安朝榕，张振伟，宋国鹏，王辰昱，胡亚敏，陆晨旭，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：