一种脉冲方式调整凝结水流量参与调频的协调控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102629131A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102629131A(43)申请公布日2012.08.08(21)申请号201210114105.0(22)申请日2012.04.18(71)申请人国电科学技术研究院地址210031江苏省南京市浦口区浦东路10号(72)发明人陈彦桥刘立衡(74)专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司11232代理人王顺荣唐爱华(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图33页(54)发明名称一种脉冲方式调整凝结水流量参与调频的协调控制方法(57)摘要一种脉冲方式调整凝结水流量参与调频的协调控制方法，该方法有四大步骤：步骤一：定义传统协调控制方式的几种控制形式即炉跟机(BF)、机跟炉(TF)、协调(CC)三种控制方式；步骤二：给出传统协调控制方式的传递函数原理图；步骤三：与传统协调控制相比，机组新协调控制系统增加了凝结水泵变频器频率为调节量，增加了除氧器水位为被调量，变为3×3的耦合系统；步骤四：通过脉冲方式调节凝结水流量达到改变机组负荷的目的。本发明是针对火电机组锅炉-汽轮机系统的负荷-压力控制对象，设计的一种通过脉冲方式调整凝结水流量来部分代替主蒸汽调门参与调整电网频率的新控制方法，它在火力发电流程工业控制技术领域里具有参考和实用价值。CN102693ACN102629131A权利要求书1/2页1.一种脉冲方式调整凝结水流量参与调频的协调控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：定义传统协调控制方式的几种控制形式；包括炉跟机BF、机跟炉TF、协调CC三种控制方式；步骤二：给出传统协调控制方式的传递函数原理图，汽包炉机组的协调控制系统简化为锅炉燃烧率和主蒸汽调门二个输入、机组负荷和主蒸汽压力二个输出的对象；μb是锅炉燃烧率指令，μt是汽机调门开度指令，当K1＝K4＝1，K2＝K3＝0，系统为“炉跟机BF”方式，此时主汽调门调节机组负荷，锅炉燃烧率调节汽压，这种方式变负荷性能好，但机组汽压、汽温变化幅度较大，运行稳定性差，有利于电网；当K1＝K4＝0，K2＝K3＝1，系统为“机跟炉TF”方式，此时汽机调门调节汽压，锅炉燃烧率调节机组负荷，这种方式变负荷性能差，但机组汽压、汽温变化幅度较小，运行稳定性好，有利于电厂；目前一般采用协调CC控制方式，此时汽机调门和锅炉燃烧率调节机组负荷和汽压的综合偏差；K1～K4不同的设置，产生不同的协调效果，K1/K2大说明汽机侧重调节负荷，反之说明汽机侧重调节主汽压力；K4/K3大说明锅炉侧重调节主汽压力，反之说明锅炉侧重调节负荷；可见，BF和TF是CC的两种特殊形式；步骤三：与传统协调控制相比，为了增加机组对负荷指令响应速度，增加了凝结水泵变频器调解，从而在负荷发生变化时，通过改变凝结水流量来改变进汽轮机做功的蒸汽，加快负荷的调节速度；其数学描述用矩阵表示如下：式中符号说明如下：Pt-主汽压力实际值Nt-负荷实际值μb-锅炉燃烧率μt-汽机调门开度Gpb(s)-燃烧率对主汽压力的传递函数Gnb(s)-燃烧率对负荷的传递函数Gpt(s)-调门开度对主汽压力的传递函数Gnt(s)-调门开度对负荷的传递函数；Gp凝(s)-凝结水流量对主汽压力的传递函数Gn凝(s)-凝结水流量对负荷的传递函数H-除氧器水位实际值PL-凝结水泵变频器频率Gq(s)-凝结水泵频率对流量的传递函数Gh(s)-凝结水流量对除氧器水位的传递函数；步骤四：凝结水节流参与调整电网频率的协调控制方法基本思路如下：当AGC指令要求升负荷时，通过脉冲方式减小除氧器水位设定值，同时通过脉冲方式改变除氧器水位控制前馈，进而减小变频器的频率，从而降低凝结水泵的转速，减小凝结水流量，从低压缸的抽汽流量减少，使更多的蒸汽进入低压缸做功，达到快速升负荷的目的；当AGC指令要求降负荷时，情况与此类似，通过脉冲方式增加除氧器水位设定值，同时通过脉冲方式改变除氧器水位的前馈，从而增加变频器的频率，提高凝结水泵的转速，增加凝结水流量，减少进入低压缸的蒸汽，达到快速降负荷的目的。2.根据权利要求1所述的一种脉冲方式调整凝结水流量参与调频的协调控制方法，其特征在于：步骤四具体实现过程如下：(1)电网频率改变，通过AGC指令要求火电机组调整负荷；2CN102629131A权利要求书2/2页(2)协调控制系统根据AGC指令，脉冲方式改变凝结水泵变频器频率或凝结水调整门，从而快速改变凝结水流量；(3)随着凝结水流量的改变，改变了从汽轮机低压缸的抽汽量；(4)随着汽轮机低压缸抽汽量的改变，改变了汽轮机的输出负荷；(5)随着汽轮机输出负荷的改变，改变了电网频率，从而参与了电网调频；(6)凝结水节流参与调