专利汇可以提供参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了参与一次调频的 太阳能 辅助燃 煤 发电系统及其控制方法,通过中低温集热器与燃煤机组耦合,提出了高加给 水 旁路和低级 凝结 水旁路两种调节方案参与一次调频的系统构型;制定了一次调频控制逻辑,从而高效准确地参与到一次调频控制中,维持 电网 频率 快速稳定;制定了热 力 系统工质出口 温度 的控制逻辑,通过调节集热器换热工质的流量保证各段温度在一次调频过程中稳定;本发明方法利用 汽轮机 系统和 太阳能集热器 的参数和运行匹配,增强了一次调频过程准确性和有效性;通过不同集热器不同温度区间的合理利用,降低了不可逆性,进一步提高各类热力系统调整方案的经济性;最终可以大幅度地提高互补发 电机 组瞬态过程运行灵活性。,下面是参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统及其控制方法专利的具体信息内容。
1.参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统,包括锅炉(1),与锅炉(1)出口连接的汽轮机(2),与汽轮机(2)的高压缸抽汽口、中压缸抽汽口、低压缸抽汽口和低压缸排汽口分别连接的高压加热器(3)、除氧器(4)、低压加热器(5)和凝汽器(6),其特征在于:该系统还包括高加给水旁路调节系统和低加凝结水旁路调节系统,能实现两种一次调频方案,分别是高加给水旁路调节方案和低加凝结水旁路调节方案:
1)高加给水旁路调节系统实现的高加给水旁路调节方案中,所述除氧器(4)出口的给水经过给水泵(8)升压后分为两路,其中一路给水经过高压加热器(3)和给水阀(7)后进入锅炉(1),另一路给水经过给水旁路阀(11)后,进入高加旁路换热器(12)后汇集进入锅炉(1);同时,高加旁路换热器(12)的换热工质经过高加旁路泵(13)升压后,进入第一集热器(14)吸收得到的太阳能,之后进入高加旁路换热器(12)向给水传递热量;在参与一次调频中,通过给水旁路阀(11)调节,实现汽轮机(2)功率快速变化,保证一次调频的要求;
2)低加凝结水旁路调节系统实现的低加凝结水旁路调节方案中,所述凝汽器(6)出口的凝结水进入凝结水泵(10)升压后,分两路,一路凝结水经过低压加热器(5)和除氧器进水阀(9)进入除氧器(4),另一路凝结水经过凝结水旁路阀(15)后,进入低加旁路换热器(16)后汇集到除氧器(4);同时,低加旁路换热器(16)换热工质经过低加旁路泵(17)升压后,进入第二集热器(18)吸收得到的太阳能,之后进入低加旁路换热器(16)向凝结水传递热量;
参与一次调频中,通过凝结水旁路阀(15)调节,实现汽轮机(2)功率快速变化,保证一次调频的要求。
2.根据权利要求1所述的参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统,其特征在于:给水旁路阀(11)和凝结水旁路阀(15)均采用汽动调节阀;高加给水旁路调节系统中,第一集热器(14)采用中温槽式集热器,导热工质选取导热油;低加凝结水旁路调节系统中,第二集热器(18)选取中低温平板集热器,导热工质选导热油或者水。
3.一种如权利要求1所述的参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统的控制方法,其特征在于:根据太阳能辅助燃煤发电系统运行特点,制定一次调频控制和加热器出口温度控制逻辑;具体如下:
1)制定一次调频控制逻辑
根据电网运行状态,获得需要进行一次调频时的最大频率调节量Δfmax,之后通过机组设定的调速不等率δ转化成所需最大功率调节量ΔPmax,即:
ΔPmax=f1(Δfmax)=Δfmax/δ
根据太阳能辅助燃煤发电系统实际运行状态,确定采用低加凝结水旁路调节方案的最大功率调节量ΔPLPH,max,并与当前所需最大功率调节量ΔPmax对比,如果ΔPmax>ΔPLPH,max,则采用高加给水旁路调节方案参与一次调频;如果ΔPmax≤ΔPLPH,max,则采用低加凝结水旁路调节方案参与一次调频;
确定好参与一次调频的调节方案后,根据电网运行状态,获得实时频率值fpv,与电网所需稳定频率值fsp进行对比,获得频率偏差Δf,频率偏差在调速器中进行参数设定后,获得功率调节量ΔP,所述参数设定包括调频死区和调速不等率:
ΔP=f2(Δf)
将该功率调节量ΔP在PID控制器中获得的调节输出量Δμ,叠加到高加给水旁路调节方案和低加凝结水旁路调节方案对应的控制阀门上,产生阀门的最新开度μnew:
μnew=μold+Δμ
式中:μold为初始时刻对应的阀门开度;
最终形成将最优方案投入一次调频的闭环优化控制逻辑;
2)制定高加加热器和低加加热器出口水温控制逻辑
对于采用高加给水旁路调节方案参与一次调频,其出口水温控制逻辑为:首先利用温度传感器获得给水进锅炉(1)时温度Tf,pv,与给水进锅炉(1)的温度设定值Tf,sp进行对比,获得温度偏差ΔT1;利用温度传感器获得第一集热器(14)工质进高加旁路换热器(12)时温度Ts,pv,与第一集热器(14)工质进高加旁路换热器(12)的温度设定值Ts,sp进行对比,获得温度偏差ΔT2,将两个温度偏差累加获得总的温度偏差ΔTh:
ΔTh=ΔT1+ΔT2;
该总的温度偏差ΔTh在PID控制器中运算,获得高加旁路泵(13)的直接控制指令Δψh:
Δψh=f(ΔTh);
同时,由于集热器管道较差,热惯性较大,因此需要将一次调频快速指令对各段温度控制进行前馈修正,将高加给水旁路调节方案一次调频控制逻辑中得到的给水旁路阀(11)控制指令Δμh,通过函数发生器产生高加旁路泵(13)前馈信号指令 即
最终,将直接控制指令Δψh和前馈信号指令 叠加到高加旁路泵(13)上,产生该泵的最新转速指令σh,new:
式中:σh,old为初始时刻对应的高加旁路泵(13)转速;
对于采用低加凝结水旁路调节方案参与一次调频,其出口水温控制逻辑为:首先利用温度传感器获得凝结水进除氧器(4)时温度Tc,pv,与凝结水进除氧器(4)的温度设定值Tc,sp进行对比,获得温度偏差ΔT3;利用温度传感器获得第二集热器(18)工质进低加旁路换热器(16)时温度To,pv,与第二集热器(18)工质进低加旁路换热器(16)的温度设定值To,sp进行对比,获得温度偏差ΔT4,将两个温度偏差累加获得总的温度偏差ΔTd:
ΔTd=ΔT3+ΔT4;
该总的温度偏差ΔTd在PID控制器中运算,获得低加旁路泵(17)的直接控制指令Δψd:
Δψd=f(ΔTd);
同时,由于集热器管道较差,热惯性较大,因此需要将一次调频快速指令对各段温度控制进行前馈修正,将低加凝结水旁路调节方案一次调频控制逻辑中得到的凝结水旁路阀(15)控制指令Δμd,通过函数发生器产生低加旁路泵(17)前馈信号指令 即
最终,将直接控制指令Δψd和前馈信号指令 叠加到低加旁路泵(17)上,产生该泵的最新转速指令σd,new:
式中:σd,old为初始时刻对应的低加旁路泵(17)转速。
4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于:高加给水旁路调节系统中的高加旁路泵(13)和低加凝结水旁路调节系统中的低加旁路泵(17)均采用变速泵,可实时对给水进锅炉(1)和凝结水进除氧器的温度进行调控,保证给水进锅炉的温度和凝结水进除氧器的温度与设定值偏差最小。
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