[发明专利]一种火力发电机组的高加给水旁路控制方法

说明书

本发明公开了一种火力发电机组的高加给水旁路控制方法。将高加给水旁路控制与传统协调控制相结合，发挥高加给水旁路负荷响应快的特征，改善机组的变负荷性能，同时可以做到尽快恢复高加给水，避免对机组的安全、经济运行产生影响。

技术领域

本发明属于发电机组控制领域，特别涉及一种火力发电机组的高加给水旁路控制方法。

背景技术

并网运行的机组需要快速响应电网的负荷指令来满足电网一次调频的要求，我国电网公司要求并网机组具备一定的负荷跟随能力并予以考核。面对我国能源电力转型发展的大形势，提升火电机组的快速变负荷运行能力，已成为火电厂经济效益扩大化、新能源电力高渗透率化的重要支撑。

目前，火电机组一般采用机炉协调控制方法实现变负荷控制，但受限于锅炉侧的大迟延大惯性，变负荷速率一般仅维持在额定负荷的1％-2％/min。挖掘机组热力系统中的蓄热并加以充分利用，为锅炉侧响应争取时间，是从根本上改善火电机组变负荷性能的有效途径。

高加给水旁路可以通过快速改变汽轮机通流量，实现机组负荷的快速变化，是解决锅炉侧响应慢的有效手段。但考虑到机组长期运行在此模式下，会显著降低机组效率，如何实现高加给水旁路与机炉协调策略的联合运行，仍亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种火力发电机组的高加给水旁路控制方法，该方法将高加给水旁路控制与传统协调控制相结合，发挥高加给水旁路负荷响应快的特征，改善机组的变负荷性能，同时可以做到尽快恢复高加给水，避免对机组的安全、经济运行产生影响。

本发明公开了一种火力发电机组的高加给水旁路控制方法，所述火力发电机组是一个“三进三出”的发电系统，包括设有汽机控制器的汽轮机、设有锅炉控制器的锅炉、设有高加给水旁路控制器的高加给水旁路，所述控制方法包括控制汽轮机的过程、控制高加给水旁路的过程、控制锅炉燃料量的过程，其中：

控制汽轮机的过程是用汽机控制器产生控制指令，控制汽轮机主蒸汽调门开度来控制主蒸汽压力，减小主蒸汽压力的波动；

控制高加给水旁路的过程是用高加给水旁路控制器产生控制指令，控制高加给水旁路调节阀开度来调整高加给水流量，改变发电机组的发电负荷的同时不影响主蒸汽压力，按照指令需要随时调节发电负荷，提升发电机组的负荷响应速率；

控制锅炉燃料量的过程是用锅炉控制器产生控制指令，控制燃料量，为发电机组变负荷提供所需的能量，当机组进入稳态运行时，变负荷所需能量来源于燃料量，高加给水流量恢复至给定值；随着不断增加燃料量为变负荷提供能量时，发电机组所需的负荷偏差不断缩小直至所提供的能量超过变负荷所需能量时，则高加给水旁路反调高加给水流量，使高加给水流量逐渐恢复至初始值，同时，机组负荷将稳定至所给指令。

优选地，所述为发电机组变负荷提供所需的能量被构造为“有效能量”信号，其表达式为：

P_total＝P-ΔP_HPfw

其中，P为机组负荷，ΔP_HPfw为高加给水旁路引起的负荷增量。

“有效能量”信号指机组当时升降负荷所需的绝对能量值，指火力发电机组不依赖蓄热时的发电负荷输出，即当高加给水旁路为0，旁路高加蓄热所提供的负荷增量为0时，“有效能量”信号的设定值等于火力发电机组的负荷设定值。

优选地，所述高加给水旁路引起的负荷增量ΔP_HPfw，由高加给水旁路流量Δm_HPfw和高加给水流量特性模型G(s)共同决定，即：

ΔP_HPfw＝Δm_HPfwG(s)

高加给水旁路特性模型G(s)描述为：