一种热电联产发电系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110792481A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201910871279.3(22)申请日2019.09.16(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区朱辛庄北农路2号(72)发明人王玮刘吉臻曾德良牛玉广(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人黄家俊(51)Int.Cl.F01K13/02(2006.01)F01K17/02(2006.01)F01D15/10(2006.01)F01K11/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种热电联产发电系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种热电联产发电系统及其控制方法。本发明的该发电系统包括“三进三出”的热电联产机组和“单进单出”的蓄热罐。所述热电联产机组包括设有汽轮机控制器的汽轮机、设有抽汽热源控制器的抽汽热源、设有燃料量控制器的锅炉；所述蓄热罐设有蓄热罐控制器，通过蓄热罐调节阀控制蓄热罐的进出水流量。发电系统的控制方法通过控制抽汽热源调节阀优先动作响应发电负荷需求，并由蓄热罐放热负荷弥补热源供给不足部分，可在保证机组供热质量的前提下，显著提升机组的AGC性能。CN110792481ACN110792481A权利要求书1/1页1.一种热电联产发电系统，包括热电联机组、蓄热罐，其特征在于：所述热电联产机组是一个“三输入三输出”的系统，包括设有汽轮机控制器的汽轮机、设有抽汽热源控制器的抽汽热源、设有燃料量控制器的锅炉；汽轮机控制器通过主蒸汽调门开度控制主蒸汽压力，抽汽热源控制器通过抽汽热源调节阀控制抽汽热源流量，燃料量控制器通过控制燃料量来控制热电联产机组发电负荷；所述蓄热罐为一个“单入单出”系统，设有蓄热罐控制器，通过蓄热罐调节阀控制蓄热罐的进出水流量；锅炉控制器通过控制燃料量提供电热负荷所有的能量需求，抽汽热源负责热电联产所有的热供应，锅炉的燃料量被设计为热电联产的发电负荷偏差与抽汽热源变化对应的发电负荷之和；通控制抽汽热源流量对热电联产机组电热负荷进行分配，优先满足电负荷需求，当电负荷出现偏差时，则对发电负荷进行调节，提升了热电联机组的负荷响应速率；蓄热罐控制器控制蓄热罐的热源，用于补足抽汽热源的供给的不足部分，根据抽汽热源流量的偏差计算出所需的蓄热罐热源，供给目标流量，再与蓄热罐热源供给的实际流量做差，作为蓄热罐控制器的输入。2.一种用于权利要求1所述热电联产发电系统的控制方法，采用蓄热罐方式改变发电负荷，其特征在于，所述抽汽热源变化对应的发电负荷，用抽汽热源流量偏差与增益系数k之积表示，其中增益系数可根据热电耦合特性模型获得：其中，P表示热电联产机组在最大锅炉蒸发量下的纯凝供热工况下的发电功率，P0表示热电联产机组在最大锅炉蒸发量下的额定供热工况下的发电功率,mH表示抽汽热源流量偏差。3.根据权利要求2所述一种热电联产发电系统的控制方法，其中蓄热罐热源所供给的目标流量，由抽汽热源流量偏差与比例系数C之积表示，即：其中，mHAsp表示目标流量，hH表示抽汽焓，hd表示抽汽疏水焓，hout表示供热的出水焓，hin表示供热的回水焓，△mH表示抽汽热源流量偏差。4.根据权利要求2所述的一种热电联产发电系统的控制方法，包括以下步骤：(1)当机组发电负荷指令变化时，通过控制抽汽热源调节阀开度改变抽汽热源流量，提升电负荷的瞬时响应速率，优先满足电负荷需求；(2)在执行步骤(1)的同时，将抽汽热源流量变化对应的等效发电负荷输出与发电负荷偏差叠加后，一起送至燃料量控制器，保证燃料量输出时刻满足电热总负荷的需求；(3)在执行步骤(1)的同时，将抽汽热源流量变化导致的供热不足，折算成所需的蓄热罐热源供给目标流量，再与蓄热罐热源供给实际流量做差，作为蓄热罐控制器的输入，控制蓄热罐热源来弥补抽汽热源流量变化导致的供热不足。2CN110792481A说明书1/3页一种热电联产发电系统及其控制方法技术领域[0001]本发明属于发电机组控制领域，特别涉及一种热电联产发电系统及其控制方法。背景技术[0002]为解决“弃风弃光”难题，对火电机组尤其是热电联产机组进行灵活性改造已经在我国“三北”地区广泛开展起来。配置蓄热罐是热电联产机组实现热电解耦与深度调峰、提升机组运行灵活性的重要方式之一。考虑到蓄热罐对机组热源(供热抽汽)的互补性以及热源对发电负荷的快速响应特性，设计一种基于蓄热罐蓄热补偿的热电联产机组快速变负荷控制方法，将有望进一步提升热电联产机组的自动发电控制(AGC)性能，为电力系统的安全稳定运行及电能质量的可靠保障提供支撑。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种热电联产发电系统及其控制方法，采用蓄热罐方式改变发电负荷，通过