一种核电厂机组频率的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂机组频率的控制方法及系统，其中方法包括以下步骤:判断核电厂机组的负荷控制模式；若核电厂机组在基本负荷控制模式或者自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；汽轮机侧需要将汽轮机负荷参考值、负荷控制器回路投入信号、频率贡献信号、频率控制信号、汽轮机阀门开度参考值信号及汽轮机快速降负荷信号送至核岛的反应堆控制棒系统，进行核岛侧的频率控制。本发明专利技术可保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证核电机组稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电厂的频率控制领域，尤其涉及一种核电厂机组频率的控制方法及系统。
技术介绍
频率是电力系统最重要的运行参数之一，频率变化对电力系统的安全稳定运行具有重要的影响。由于在网机组的总发电功率与接网总负荷的不匹配将造成电网频率的波动，若接网负荷大于在网机组总发电功率，将造成电网频率下降，反之增加。要维持电网频率值不变，就要求在网机组自动或手动改变向电网输送的有功功率来平衡功率与负荷，即频率的控制。核电机组并网运行后同样也需要遵循电网的要求参与调频，但由于核电机组安全性要求极高、系统复杂、建设时间长、建设投资巨大等的特点，核电机组应长期带基本负荷运行，不应参加电网的频率的控制。但目前电网要求凡是并网的机组就必须参与电网的频率的控制。核电厂机组的频率控制功能是通过汽轮机调节系统(GRE)和反应堆控制棒系统(RGL)来实现的，核电机组并网后，如何对汽轮机调节系统和反应堆控制棒系统进行频率的控制以保证电力系统的安全稳定运行成为了新的技术难题，现有技术中还没有很好的解决方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中无法实现保证核电机组稳定运行的同时又能让核电机组参与电网的频率控制的缺陷，提供一种可解决核电机组参与电网频率控制的技术难题，保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证核电机组稳定运行的核电厂机组频率的控制方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种核电厂机组频率的控制方法，包括以下步骤判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行,且电网负荷变化弓I起频率波动时,通过频率控制的方式调节机组频率；发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述通过频率贡献的方式调节机组频率具体包括电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制得到转速设定值；计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差；根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值；将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量；根据所述有效蒸汽需求量修正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述通过频率控制的方式调节机组频率具体包括电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值；根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值；将所述负荷修正值与所述负荷参考值进行叠加形成负荷设定值；获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后修正汽轮机阀门开度参考值以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制方法中，还包括步骤在电网频率变化或者电网负荷变化弓I起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是提供一种核电厂机组频率的控制系统，包括负荷控制模式判断单元，用于判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；频率贡献方式调节单元，用于若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；频率控制方式调节单元，用于若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；信号发送模块，用于发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述频率贡献方式调节单元具体包括目标转速获取单元，用于电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；转速信号处理单元，用于将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制获得转速设定值；转速偏差计算单元，用于计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差；蒸汽流量补偿值计算单元，用于根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值；有效蒸汽需求量获得单元，用于将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度参考值修正单元，用于根据所述有效蒸汽需求量修改正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述频率控制方式调节单元具体包括目标负荷获取单元，用于电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；负荷信号处理单元，用于将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值；负荷修正值计算单元，用于根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值；有效蒸汽需求量计算单元，用于获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度指令生成单元，用于将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后生成汽轮机阀门开度指令以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。本专利技术所述的核电厂机组频率的控制系统中，该控制系统还包括频率死区控制单元，用于在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。本专利技术产生的有益效果是本专利技术通过汽轮机侧及核岛侧的频率进行合理控制，解决了核电机组参与电网频率控制的技术难题，在保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证了机组的安全稳定运行。进一步地，通过设置合理的调频死区参数，投入适当容量的频率控制，既保证机组安全稳定的运行，又保证电网频率变化在允许的范围之内。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术实施例核电厂机组频率的控制方法的流程意图；图2是本专利技术实施例通过频率贡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤:判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；?发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至反应堆控制棒系统，以使其进行频率控制。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤 判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式； 若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率； 若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化弓I起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率； 发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至反应堆控制棒系统，以使其进行频率控制。2.根据权利要求1所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述通过频率贡献的方式调节机组频率具体包括 电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速； 将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制得到转速设定值； 计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差； 根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值； 将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量; 根据所述有效蒸汽需求量修正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。3.根据权利要求2所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述通过频率控制的方式调节机组频率具体包括 电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷； 将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值； 根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值； 将所述负荷修正值与所述负荷参考值进行叠加形成负荷设定值； 获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量； 将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后修正汽轮机阀门开度参考值以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。4.根据权利要求3所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。5.根据权利要求4所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，还包括步骤 在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。6.一种核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，包括 负荷控制模式判断单元，用于判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控...

【专利技术属性】
技术研发人员：展晓磊，尹刚，吕爱国，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广东核电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：