[发明专利]一种火电机组滑压优化调节系统及调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电机组控制技术领域，具体涉及一种火电机组滑压优化调节系统及调节方法。

背景技术

我国火电机组的实际运行能耗普遍远低于机组的设计能耗，一方面长时间在部分负荷条件下运行，使机组运行工况严重偏离设计的最经济工况；另一方面我国较高的用电负荷峰谷比，使电网要求绝大多数机组参与负荷的调节，保留快速升降负荷的能力，进一步牺牲了机组的运行经济性。

典型的机组调节运行方式根据主蒸汽压力的运行目标可分为定压运行和滑压运行两种，根据调门的动作方式可分为单阀调节和顺序阀调节。由于定压运行和（或）单阀运行在绝大多数部分负荷工况存在较大经济性损失，或缺乏快速升负荷能力，因此在实际机组的正常运行过程中很少采用。对于绝大多数配置有4个以上调节阀的发电机组较多采用定压-滑压-定压的滑压运行曲线配合以顺序阀运行（喷嘴调节）方式。其主蒸汽压力的控制目标根据预先设定的滑压运行曲线确定，在约50%至95%的最常见运行工况采用变主蒸汽压力运行的方式；同时，机组的负荷调节目标则根据预先设定的阀门开启顺序，动态调节各调门的开度，需要升负荷时，依次开启多个调节阀，需要降低负荷时，依次关闭多个调节阀。各调门的开关曲线一般是非线性的，且存在一定的重叠度，以抵消阀门固有的开度和流量非线性。这种运行方式（以下简称顺序阀滑压运行）下，控制目标明确，实现简单可靠，负荷的调节连续性较好，可以很好地在保障电网要求的一次调频和AGC升降负荷性能的条件下，具备较好的经济性。

有关顺序阀滑压运行优化的文献和实践非常多，因为控制系统中设定的滑压运行曲线对机组的运行经济性和动态负荷调节能力具有重要的影响，是相关运行优化的核心，因此有关优化研究或改造都必然通过理论分析或试验的手段，试图确定最优的一条滑压运行曲线用以取代原有控制系统中设定的滑压运行曲线。这种用优化的滑压曲线替换原有滑压控制曲线的优化方法有以下问题：

1.优化曲线的确定依赖对整个电站运行经济性的高精度计算和实验，需要较多的人力和设备资源，实施代价较高。

2.最优的滑压运行曲线的计算结果往往倾向于在较低负荷采用较低的主蒸汽压力，而这样势必在较大程度上降低了机组在较低负荷工况条件下的蓄能水平，从而造成机组的一次调频和AGC负荷调节能力大幅下降。为了满足发电机组并网发电的要求，必须保证一次调频和AGC的调节能力，因此，实际机组最终设定的滑压运行曲线往往将理论计算的最优滑压曲线进行一定的上浮，提高机组的实际运行主蒸汽压力，使有关优化结果大打折扣。

3.理论上的最优滑压运行曲线并不唯一，随环境压力、循环水温度、机组背压等参数的变化而变化，按照额定参数来计算得到的标准滑压曲线在实际运行过程中往往偏离理论最优点，尤其对于四季和昼夜环境变化较大的北方内陆地区，偏差更大。基于环境和工况参数变化的相关修正往往只是定性的，难以获得具有工程精度的定量修正。

综上所述，首先，获得理论最优的滑压曲线比较困难，且为满足电网对机组的要求，最优计算曲线无法直接实施；其次，实际最优滑压曲线是随环境和工况参数变化的，无法实时准确修正，基于传统技术路线的曲线优化方式控制偏差大，节能效果不足；第三该方法与机组多个控制子系统相关性明显，当机组进行相关系统的优化、调整和改造后，原有优化曲线即失效，其优化过程需频繁进行。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种火电机组滑压优化调节系统及调节方法，不仅避免耗时费力的机组运行优化试验和计算，又能实时根据环境变化动态优化主蒸汽压力设定目标，通过凝结水系统的蓄能的协调作用来解决主蒸汽压力优化与负荷调节能力之间的矛盾，在满足电网要求的前提下，实时动态实现发电机组运行经济性的最大化。此外，该系统的控制作用与汽轮机的顺序阀调节阀序、一次调频和AGC响应基本回路无明显耦合关系，互不影响，可方便的进行无扰投切。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种火电机组滑压优化调节系统,包括PLC控制单元8，和PLC控制单元8通过双向接口9相连接的分散控制系统7，与分散控制系统7相连接的多个汽轮机高压调节阀1以及变频凝结水泵5和除氧器水位调节阀6；PLC控制单元8通过分散控制系统7实现对系统参数和信号的读取，并实现对主蒸汽压力、变频凝结水泵5和除氧器水位调节阀6的控制；