CN102953775A - 基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统，包括：机组系统，利用接收到的燃料、空气和给水向电网输出电力；锅炉子系统，与所述机组系统相连接；汽轮机子系统，与所述机组系统相连接；以及自动发电控制单元，与所述机组系统、锅炉子系统和汽轮机子系统电气连接并至少根据从所述机组系统采集到的信号来调节所述锅炉子系统和所述汽轮机系统。本发明的基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统针对供热联合循环负荷控制的特点，以一套联合循环为单位，对锅炉和汽轮机的负荷进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统。
背景技术
自动发电控制是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。或者说，自动发电控制(AGC)对电网部分机组出力进行二次调整，以满足控制目标要求；其基本功能为：负荷频率控制(LFC)，经济调度控制(EDC)，备用容量监视(RM)，AGC性能监视(AGC PM)，联络线偏差控制(TBC)等；以达到其基本的目标：保证发电出力与负荷平衡，保证系统频率为额定值，使净区域联络线潮流与计划相等，最小区域化运行成本。
自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷分配问题，以及与相邻电力系统间按计划进行功率交换。电力系统的供电频率是系统正常运行的主要参数之一。系统电源的总输出功率与包括电力负荷在内的功率消耗相平衡时，供电频率保持恒定；若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时，频率就发生波动，严重时会出现频率崩溃。电力系统的负荷是不断变化的，这种变化有时会引起系统功率不平衡，导致频率波动。要保证电能的质量，就必须对电力系统频率进行监视和调整。当频率偏离额定值后，调节发电机的出力以使电力系统的有功功率达到新的平衡，从而使频率能维持在允许范围之内。所以，自动发电控制是通过对供电频率的监测、调整实现的。
发明内容
本发明提供了一种新型的基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统。具体地，本发明提供了一种基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统，包括：
机组系统，利用接收到的燃料、空气和给水向电网输出电力；
锅炉子系统，与所述机组系统相连接；
汽轮机子系统，与所述机组系统相连接；以及
自动发电控制单元，与所述机组系统、锅炉子系统和汽轮机子系统电气连接并至少根据从所述机组系统采集到的信号来调节所述锅炉子系统和所述汽轮机系统。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述机组系统进一步包括：锅炉，用以输出蒸汽；汽轮机，将所述锅炉输出的蒸汽的热能转换为旋转式机械能；以及发电机，借助所述汽轮机输出的旋转式机械能发电。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述锅炉子系统电气连接并控制所述锅炉的给料阀门。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述汽轮机子系统电气连接并控制所述汽轮机的蒸汽输入阀门。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制单元采集所述发电机的负荷，并根据所述负荷按一预设速率对所述锅炉子系统和所述汽轮机子系统实施比例积分微分控制。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制单元包括一手动输入接口，以允许手动设定自动发电控制策略。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述锅炉子系统调节所述锅炉的压力定值和给料量。
根据一个优选实施例，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述汽轮机子系统调节所述汽轮机的机前压力和输出功率。
本发明的基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统针对供热联合循环负荷控制的特点，以一套联合循环为单位，对锅炉和汽轮机的负荷进行控制。控制策略为通过直接控制燃机负荷，同时实现对汽机负荷的间接控制，最终使联合循环的总负荷满足电网调度指令的要求。以向当地电网提供高品质电力产品。在本发明中，联合循环总负荷控制采用比例积分微分(PID)控制加前馈，当总负荷指令改变时，前馈环节根据燃机负荷比重按一定速率改变燃机负荷指令，此时PID控制器的作用主要是微调和消除静差。当供热量变化时，则主要由PID来调节燃机负荷，使机组总出力与调度指令一致。针对燃机和汽机负荷响应速度的差异，采用前馈加PID的控制方式，可避免汽机负荷变化过程中控制回路出现的振荡。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图主要是用于提供对本发明进一步的理解。附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的自动发电控制系统的结构。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的技术方案。
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的自动发电控制系统的结构。如图1所示，本发明的自动发电控制系统至少可以包括：机组系统101、锅炉子系统102、汽轮机子系统103以及自动发电控制单元104。
机组系统101利用接收到的燃料、空气和给水向电网输出电力。锅炉子系统102与所述机组系统101相连接。汽轮机子系统103与所述机组系统101相连接。自动发电控制单元104与所述机组系统101、锅炉子系统102和汽轮机子系统103电气连接并至少根据从所述机组系统101采集到的信号来调节所述锅炉子系统102和所述汽轮机系统103。
此外，如图1所示，在上述的自动发电控制系统中，机组系统101进一步包括用以输出蒸汽的锅炉105、将所述锅炉105输出的蒸汽的热能转换为旋转式机械能的汽轮机106以及借助所述汽轮机106输出的旋转式机械能发电的发电机107。
较佳地，锅炉子系统102电气连接并控制所述锅炉105的给料阀门108，而汽轮机子系统103电气连接并控制汽轮机106的蒸汽输入阀门109，如图1的实施例中所示。
特别地，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制单元104采集所述发电机107的负荷，并根据所述负荷按一预设速率对所述锅炉子系统102和所述汽轮机子系统103实施比例积分微分控制。自动发电控制单元104还优选包括一手动输入接口(未图示)，以允许用户手动设定自动发电控制策略。
在一个实施例中，在上述的自动发电控制系统中，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述锅炉子系统调节所述锅炉的压力定值和给料量。在另一实施例中，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述汽轮机子系统调节所述汽轮机的机前压力和输出功率。
综上所述，根据本发明，在热负荷稳定的前提下，当电网调度中心改变联合循环总负荷指令时，例如需要增加负荷，燃机首先增加出力，快速响应电网的负荷要求，等燃机加负荷带来的余热锅炉蒸发量增加使汽机负荷开始慢慢逐渐上升时，燃机则开始减少出力，使总负荷与调度指令保持一致，直到汽机负荷上升过程结束为止。
在电负荷稳定的前提下，当化工区热负荷变化时，例如供热量增加，则汽机的负荷将相应快速降低，联合循环总负荷将低于调度自动发电控制指令。则燃机会增加出力，使总负荷与调度指令保持一致。供热量减少的过程与供热量增加相同，均是由燃机主控机组总出力。
通过自动发电控制功率控制回路、投用范围、变负荷速率测试，优化各级功能组逻辑以保证在电负荷和热负荷变化时，各参数保持在额定范围内。为避免在自动发电控制投运期间频繁发生燃烧切换，防止供热量变化过大影响汽机负荷，通过试验确定自动发电控制负荷投运上下限范围。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (8)
1.一种基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统，其特征在于，包括：
机组系统，利用接收到的燃料、空气和给水向电网输出电力；
锅炉子系统，与所述机组系统相连接；
汽轮机子系统，与所述机组系统相连接；以及
自动发电控制单元，与所述机组系统、锅炉子系统和汽轮机子系统电气连接并至少根据从所述机组系统采集到的信号来调节所述锅炉子系统和所述汽轮机系统。
2.如权利要求1所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述机组系统进一步包括：
锅炉，用以输出蒸汽；
汽轮机，将所述锅炉输出的蒸汽的热能转换为旋转式机械能；以及
发电机，借助所述汽轮机输出的旋转式机械能发电。
3.如权利要求2所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述锅炉子系统电气连接并控制所述锅炉的给料阀门。
4.如权利要求2所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述汽轮机子系统电气连接并控制所述汽轮机的蒸汽输入阀门。
5.如权利要求2所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述自动发电控制单元采集所述发电机的负荷，并根据所述负荷按一预设速率对所述锅炉子系统和所述汽轮机子系统实施比例积分微分控制。
6.如权利要求5所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述自动发电控制单元包括一手动输入接口，以允许手动设定自动发电控制策略。
7.如权利要求6所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述锅炉子系统调节所述锅炉的压力定值和给料量。
8.如权利要求6所述的自动发电控制系统，其特征在于，所述自动发电控制策略包括根据采集到的发电机的负荷经由所述汽轮机子系统调节所述汽轮机的机前压力和输出功率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130306 |