[发明专利]汽轮机的控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种汽轮机的控制方法和装置。其中，该方法包括：获取功率调节指令，其中，功率调节指令用于调整电网功率；通过第一阀位增量和补偿参数获取第二阀位增量，其中，第一阀位增量根据转差信号通过预设不等率函数得到；通过功率调节指令和第二阀位增量进行叠加得到阀位指令，其中，阀位指令用于调整汽轮机进汽阀门的开合。本发明解决了现有技术中循环流化床汽轮机组滑压运行且一次调频动作时汽轮机调门无法快速准确调整的技术问题。

技术领域

本发明涉及汽轮机领域，具体而言，涉及一种汽轮机的控制方法和装置。

背景技术

循环流化床汽轮机组由循环流化床锅炉、汽轮机、发电机等主设备组成，锅炉负责燃烧产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机冲动叶片使汽轮机转子转动，汽轮机转子带动发电机转子转动切割磁力线产生电能供用户使用。循环流化床锅炉具有蓄热容量大的特点，而煤粉锅炉的蓄热能力不及循环流化床锅炉，在相关标准中的一次调频模型没有考虑到循环流化床锅炉的这一特点，因此可以利用这一特点建立一种针对循环流化床锅炉的一次调频模型。

火力发电厂一次调频动作过程如下：汽轮机并网后，电网功率需求发生变化时将使电网中所有发电机出口电流发生变化，这将使电网中所有发电机转子受到的电磁阻力发生变化，汽轮机进汽量不变的情况下电磁阻力变化将使电网中所有发电机的转速发生变化，所有发电机的转速变化将导致整个电网频率变化，为了保证网频，所有并网机组就要通过控制系统开大或关小发电机所属汽轮机的进汽调门以增加或减小汽轮机进汽量，使电机转速接近额定值，从而使整个电网频率接近额定值，在转速(频率)逐渐接近额定值的过程中，电网中各台发电机的做功(负荷)同时发生变化用以满足电网功率需求，这个过程就是一次调频。

图1是现有技术中一种汽轮机一次调频的原理图，结合图1所示，其动作原理是当汽轮机实际转速与额定转速不一致时(电网频率变化时)，出现“转差”信号，“转差”信号同时作用在CCS(协调控制系统)侧与DEH(调速控制系统)侧，作用在CCS侧的“转差”信号通过“不等率函数1”转化为“调频功率定值”与“功率定值”叠加再与“实际功率”相比较，比较后的值经“功率控制器”调节得到功率调节指令；DEH侧的“转差”信号通过“不等率函数2”转化为“综合阀位增量”直接叠加在“综合阀位指令”中去开大或关小汽轮机调门，以抑制汽轮机的转速偏离额定值，这部分的调节属于前馈调节，前馈调节只是根据“转差”的变化输出一个固定的“综合阀位指令”，并不能准确的对电网的频率变化进行功率补偿，属于粗调。最终只有在“实际功率”与“目标功率指令”一致时“功率调节指令”才不会继续输出，最终将汽轮机转速(电网频率)拉回额定值。

在这种组态方式下，机组处于额定汽压运行(即定压运行)且汽轮机调门实际流量特性与流量特性函数一致时，这个“综合阀位增量”是相对准确的，当“转差”变化时，输出的“综合阀位增量”使汽轮机调门开大或关小的前馈量能够比较准确的补偿电网所需调频功率。而目前火力发电机组运行中大部分都采用滑压运行方式(机前汽压不在额定值)，且随着机组运行过程中的磨合和技术改造等原因，很多机组汽轮机调门的实际流量特性与DEH中的流量特性函数不一致，当“转差”变化时，DEH侧输出的“综合阀位增量”使汽轮机调门开大或关小的量与电网要求的调频补偿功率会存在一定差距，还需要再通过CCS侧的功率控制器进行反复调整才能够最终使调频补偿功率达到电网的要求，这一过程需要的时间较长。

图2是现有技术中另一种汽轮机一次调频的原理图，结合图2所示当一次调频动作或机组升降负荷时会导致机前汽压升高或降低，加入“压力拉回”逻辑后，压力偏差逻辑会根据偏差大小产生一个“压力拉回”信号对负荷的变动进行抑制，防止因负荷变动导致汽压偏离安全值进而使机组发生危险，但这个“压力拉回”逻辑在网频变化时，对调频的调节是起抑制作用的，会反调“综合阀位指令”信号，有时会使调频调节品质达不到电网要求。且当机组滑压运行时，机前汽压会偏离额定机前汽压，因此在“转差”信号出现时，如果按照定压运行时的调整逻辑来调整调门，则调整程度不足。

针对现有技术中循环流化床汽轮机组滑压运行且一次调频动作时汽轮机调门无法快速准确调整的问题，目前尚未提出有效的解决方案。