[发明专利]用于操作联合循环电厂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电厂技术领域。它涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于操作联合循环电厂的方法。

背景技术

在输电系统（AC电网）全部断电的情况下，所选的发电单元具有恢复电网的能力。然而，由于电网的非常有限的规模，非常难以在电力产生与电力消耗之间保持平衡。这样，会发生频率变化，该频率变化与电网操作的正常条件相比是相当大的。

与提供的电厂的类型和用于执行这种黑启动的配置无关，需要具有承担需求组的即刻满足的容量，其通常处于30-50MW的范围内。当满足这些组时，发电单元必须处于用于将频率和电压水平控制在可接受的限度内的位置。

大电厂特别适合于电网恢复。这种合适的电厂的一个例子是联合循环电厂，如图1中示意性所示，且在图1中被大大简化。图1的联合循环电厂10包括燃气轮机11和水蒸汽循环部12，它们经由热恢复蒸汽产生装置13互连。燃气轮机11通过压缩机15吸入空气19，并压缩空气，且将压缩气体排放到燃烧室16，燃料20被供给到燃烧室16。燃料20借助于压缩空气燃烧，且产生热的气体，所述气体在随后的涡轮机17中膨胀而做功。在该过程中，涡轮机17在一侧驱动压缩机15，在另一侧驱动发电机18，所述发电机18产生交变电流或交变电压。从涡轮机17出来的废气21被引导通过热恢复蒸汽产生装置13，并经由废气烟囱22将它排放到环境中。

水蒸汽循环部12的蒸发器27设置在热恢复蒸汽产生装置13中，由供水泵26给送的水在所述蒸发器27中被蒸发。产生的蒸汽在蒸汽轮机23中膨胀而做功，并驱动附加发电机24以产生电流或电压。从蒸汽轮机23出来的蒸汽在冷凝器25中冷凝，完成循环而被供给到供水泵26。

由发电机18和24产生的电流（交变电流）供给到连接到联合循环电厂10的AC电网28中。控制单元14确保，在该过程中，在频率和输出电平方面，AC电网28的要求被尽可能地实现。

从公开文献US 2009/0320493A1中总体上获知一种作用于电网的联合循环电厂的初级控制方法，其中，通过相应地操作作用在蒸汽轮机上的阀，蒸汽轮机的备用功率始终保持做好准备，以在电网频率下降的情况下提升电网频率。在这种情况下，黑启动的情况未被考虑。

在联合循环电厂的燃气轮机模块的情况下，燃气轮机的瞬间操作可导致排放温度的明显变化。这通常使得需要布置旁路烟囱。这在判断联合循环电厂的燃气轮机模块是否适合于黑启动时是重要的一点。

现代高性能的燃气轮机特别好地适合于电网恢复。然而，这些机器在低输出的范围内操作的灵活性通常受到过程限制的制约。因此，在通常情况下，对于整个运行范围，单个单元不能满足上述要求。

发明内容

因此，本发明的目的是公开一种用于操作联合循环电厂的方法，借助于该方法，可以简单和可靠的方式实现电网恢复。

上述目的借助于权利要求1的特征的总和实现。

本发明涉及一种用于操作联合循环电厂的方法，所述联合循环电厂包括燃气轮机和蒸汽轮机，所述燃气轮机和蒸汽轮机分别经由连接的发电机产生给定频率的交变电压，并将该交变电压输送到AC电网，其中，燃气轮机的废气用于产生用于蒸汽轮机的蒸汽。

所述方法的特征在于，为了电网恢复，在黑启动过程中，在第一步骤中，在孤岛模式下，内部消耗设备通过燃气轮机被供电，其中，燃气轮机的运行点被选择成使蒸汽轮机达到最小蒸汽温度，在第二步骤中，在孤岛模式下，蒸汽轮机被同步化，且爬升到可实现最大功率增长的运行点，其中，所产生（resultierende）的蒸汽轮机的负荷变化通过燃气轮机补偿，在第三步骤中，消耗设备负荷逐组地被连接，在第四步骤中，需求负荷的增大通过蒸汽轮机完全或部分地且持久或暂时地提供，在第五步骤中，蒸汽轮机的负荷逐渐减小，以增大其负荷增大容量，且步骤3-5重复进行，直到达到联合循环电厂的基本负荷。