Способ управления мощностью теплофикационных агрегатов электростанции

 

Изобретение относится к области автоматического управления мощностью электростанций и может быть использовано в энергосистемах с теплоэлектростанциями , привлекаемых к регулированию перетоков мощности по линиям электропередачи. Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы энергосистемы путем расширения текущего динамического диапазона регулирования (ТДЦР) агрегатов электростанции. При уменьшении запаса устойчивости линии электропередачи наряду с увеличением быстродействия всех систем регулирования мощности станции производится расширение текущего динамического диапазона регулирования ТДДР агрегатов электростанции при суммарной величине быстродействия изменения мощности этих агрегатов меньшей величины настройки быстродействия регулятора мощности электростанции. Расширение ТДДР теплофикационных агрегатов производится путем переключения потока пара из части низкого давления турбины в теплофикационный отбор. В режимах турбины при полностью заркытой диафрагме расширение ТДДР производится путем открытия байпасного клапана на линии обвода сетевого подогревателя. 1 ил. с « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Р 01 D 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /l3

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ номичности работы энергосистемы путем расширения текущего динамического диапазона регулирования (ТДДР) агрегатов электростанции. При уменьшении запаса устойчивости линии электропередачи наряду с увеличением быстродействия всех систем регулирования мощности станции производится расширение текущего динамического диапазона регулирования ТДДР агрегатов электростанции при суммарной величине быстродействия изменения мощности этих агрегатов меньшей величины настройки быстродействия регулятора мощности электростанции. Расширение ТДДР теплофикационных агрегатов производится путем переключения потока пара из части низкого давления турбины в теплофикационный отбор. В режимах турбины при полностью эаркытой диафрагме С расширение ТДДР производгтся путем открытия байпасного клапана на линии обвода сетевого подогревателя. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841035/24-06 (22) 11.0 1.85 (46) 30.12.86. Бюл. № 48 (71) Кировский политехнический институт (72) В.А.Каленик, А.А.Рагозин, Г.А.Шапиро и В.В.Овчинников (53) 621.175-5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 123231, кл. Н 02 P 9/04, 1959.

Авторское свидетельство СССР

¹ 611027, кл. F 01 D 17/20, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ

ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ АГРЕГАТОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (57) Изобретение относится к области автоматического управления мощностью электростанций и может быть использовано в энергосистемах с теплозлектростанциями, привлекаемых к регулированию перетоков мощности по линиям электропередачи. Целью изобретения является повышение надежности и эко.Л0„„12 0134 А1

128013

P -Р

1+К

Изобретение относится к автоматическому управлению мощностью электростанций и может быть использовано в энергосистемах с тепловыми электрическими станциями (ТЭС), в частности

= теплоэлектроцентралями (ТЗЦ), привлекаемыми к регулированию и ограничению перетоков мощности по линиям электропередачи.

Цель изобретения — повышение на- fO дежности и экономичности путем расширения текущего динамического диапазона регулирования электростанции при работе теплофикационных агрегатов и конденсационном режиме с отбором пара и возможностью переключения по0 тока пара из части низкого давления в отбор и в режиме без расхода пара в часть низкого давления с возможностью изменения тепловой нагрузки перемещением клапанана линии обвода сетевого подогревателя.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Схема включает в себя агрегат с о теплофикационным отбором, состоящий из части 1 высокого давления и части

2 низкого давления (ЧНД), регулирующие клапаны 3 и 4 с сервомоторами 5 30 и 6, которые управляются регулятором

7 мощности турбины и регулятором 8 давления пара в камере отбора, блок

9 задания нагрузки парогенератора 10, регулятор 11 режимного параметра, сетевой подогреватель 12 с линией 13 обвода сетевого подогреватепя, имеющей байпасный клапан 14 с бпоком 15 управления клапаном, блок 16 определения сигнала в текущем динамическом 40 диапазоне регулирования (ТДДР) агрегата, блок 17 определения сигнала, пропорционального значению быстродействия изменения мощности агрегата, блок 18 определения сигнала, равного 45 сумме сигналов, пропорциональных быстродействию изменения мощности агрегатов, блок 19 определения сигнала, равного сумме ТДДР агрегатов, общестанционный блок 20 определения сиг- 50 нала о величине дополнительного ТДДР агрегатов электростанции, блок 21 распределения сигнала о величине ТДДР между регулирующими агрегатами ТЗЦ, блок 22 выработки сигнала задания по быстродействию автоматического управления мощностью ТЭС и сигнала, пропорционального размаху колебаний перетока мощности, канал 23 телемеха4 2 ники, ограничитель 24 перетока мощности, канал 25 телемеханики для передачи управляющего воздействия от регулятора перетока, блок 26 распределения внепланового задания мощности, клапан 27 на паропроводе теплофикационного отбора, блок 28 управления клапаном 27.

В соответствии с предлагаемым способом управление мощностью агрегатов

ТЭС осуществляется следующим образом.

Блок 22, входящий в систему управления частотой и перетоками мощности энергообъединения, вырабатывает сигнал, пропорциональный необходимому быстродействию регулирования мощности

ТЗС для достижения эффективного управления мощностью межсистемной электропередачи и сигнал о величине регулировочного диапазона по активной мощ-ности на этой ТЭС.

Посредством канала 23 телемеханики указанные сигналы передаются на общестанционный блок 20, вырабатывающий сигнал о величине дополнительного ТДДР электростанции.

Блоки 20 и 22 формируют сигналы следующим образом.

Допустимый переток Рд мощности по межсистемной электропередаче оп-ределяется по формуле где Є— максимальная по условиям статической устойчивости мощность электропередачи;

К=0,2 — нормальный коэффициент запаса;

Р— отстройка от случайных изменений нагрузки соединяемых энергосистем.

Как показали исследования, величину отстройки Р, следует принимать, исходя из анализа нерегулярных колебаний перетока мощности. Регистрация и статистическая обработка колебаний перетока мощности по линии электропередачи позволяет оценить вероятностные характеристики флуктуации небаланса мощности меньшей из соединяемых энергосистем.

Величина среднего квадратичного отклонения б перетока может быть использована для определения отстройки

P по формуле

Р, =МЗС ГР,, (2) где С вЂ” коэффициент (С=0,5 для дневных интервалов графика нагрузки);

1280134

Р, — мощность нагрузки меньшей из соединяемых энергосистем.

Как следует из формулы (2), величина P зависит от нагрузки энергосистемы Р, которая меняется в течение суток. Отстройка Р, от случайных изменений нагрузки может быть определена по величине O .

Если мощность Р электропередачи превысит фиксированное значение ус- 10 тавки Р„, то вступает в работу ограничитель перетока и путем воздействия на регулирующие станции приемной энергосистемы стремится. уменьшить

Ф разность (Р -Р„), а при достаточном 15 регулировочном диапазоне станций— свести эту разность к нулю. При Р >Р э Ч снижается величина запаса устойчивости линии электропередачи. В этих условиях для повышения надежности 2р работы энергосистемы требуется увеличение быстродействия регулирования активной мощности на электростанциях,,привлекаемых к ограничению перетока мощности. 25

Быстродействие регулирования мощности электростанций определяется

1 интенсивностью нерегулярных колебаний перетока мощности. Среднеквадратичная скорость G изменения перетока 30 мощности при его нерегулярных колебаниях равна б „=2Ю п,(з (3) где и, — число изменений мощности единицу времени э среднее квад 35 ратичное отклонение перетока. Число и, не зависит от мощности энергосистем, Поэтому значение б „ полностью определяется величиной э .

Требуемое быстродействие системы 4О регулирования перетока мощности, определяемое величиной э„, может быть дополнено по требованию энергосистемы величиной /З„, которая определяется режимом работы энергосистемы (период максимальных нагрузок, аварийный режим, послеаварийный режим) и задается системой регулирования частоты и перетоков мощности энергообъединения.

Тогда суммарное значение К„ требуе- 5р мого быстродействия будет равно м Рч ° (4)

Здесь все величины соответствуют изменению мощности в единицу времени.

Абсолютный размах 6Р колебаний перетока мощности, вызываемых его нерегулярными иэменейиями, равен удвоенному значению Р и определяется по формуле ьР=бб =6С/Р, . (5)

Таким образом, с повышением уровня нерегулярных колебаний перетока мощ— ности уменьшается пропорционально <э запас устойчивости линии электропередачи. Это вызывает необходимость более интенсивного ограничения (регулирования) перетока мощности путем повышения быстродействия изменения мощности электростанций при достаточном их регулировочном диапазоне.

Быстродействие изменения мощности при ограничении (регулировании) перетока мощности зависит. от скорости изменения мощности всех регулирующих агрегатов и определяется формулойо и

К=5 К., (6)

ЧЭ где К; — быстродействие изменения мощности i-го агрегата.

Требуемое по условиям эффективного регулирования перетока быстродействие изменения мощности, определяемое по формуле (4), должно быть сопоставлено с фактическим суммарным быстродействием, находимым по формуле (б). Если первое больше второго, то требуется расширение текущего динамического диапазона на регулирующих агрегатах для повышения суммарного быстродействия изменения- активной мощности. Величина требуемого дополнительного увеличения аР ТДДР ТЭС определяется выражением

6 P =лР -Рр, (7) 1 где P = Е P — сумма ТДДР arperai=i тов, привлекаемых к ограничению (регулированию) перетока мощности; аР = У л Р (g — коэффициент влияния изменения мощности агрегатов ТЭС на переток мощности).

Сигнал на выходе блока 20, определяющего величину дополнительного ТДДР электростанции, будеи равен (Р Р Рр при (8

0 при К<К.

Величина сигнала АРр определяется уровнем нерегупярных колебаний перетока мощности (величина лР ) и значением ТДДР электростанции.

Итак, блок 20 на основе йнформации, поступающей от блоков 18 и 19 (величины Pð и К) и информации, передаваемой от блока 22 (величины Р и

K„) по алгоритму (8) вырабатывает сигнал о величине дополнительного

ТДДР. Блок 21 согласно выходному сигналу блока 20 осуществляет изменение режима работы всех регулирующих теп5 . 28013- : 6 гофикационных я Гре я-.ов ТЭЦ с у!P I OII

"oэффициентОв доле1зогo участия .: р и

:том выходной сиг;-!Ял блока 2I яоз1

ДСйСТВУЕТ 11 1 PЕPI УЛH О1 и tlЯВЛPНI .1! 1!ЯDB в отборе, ха горый закрывая т час гична или полностью клапан 1, что повышает давление в отборе и увеличивает тепловую нагрузку агре:. ятя, С:-I.".Iæåíllå расхода пара в чясгь низко..-а давления и новы;ление данления 13 отборе 10 уменьшает мощность турбины, Длл сохранения постоянства мощности регу11лтор . мОщнОсти туГ1бины у.1еличияает впуск цара я часть в»collol давления.

Н ус"яновигшемсл режиме мощность тур- 15 бины ос таетс л неизменной, я регулирояочный диапазон на быстрое увели-гение мощности возрастает.

При !1Нбот; турбин с мак! имал ными

/ тсцлаьыми НЯ1рузками <,без расхода па--20 ра я -!ясть низкого давления) и с закрытым клан HoN J! J.,ßËP теплофикацион1!о; О «;:»в 1-атя ь;аж -; — б,!ть я яс!1ц!pен путем пере!!ус;я части сетевой воды я Обвод сеTF!B07 подогревателя 12 25 при пацдержя11ии неи:зменного суммярНОГО рз .хОдя сетевой НОды, Длл этОГО

o" óIöpñ..тг!ллют воздействие IIH открыт! F" бай!!Ясного клапана !4,, установленного на линии 11 3 об ясда сетевого -.IoJIoI-pе — З0 вателя. При этом расход сетевой воды через подогреватель уменьшается, я давление я отборе возрастает. Повышение дв!ялеция в отборе приводит к уменьшению перепада энтальпий части высокого и среднего давления турбинь: и соответственно.гу снижению вырабатываемой электрической мощности. Регулятор по рассогласояанию между заданной и фактической мощностью подает 10 сигнал на открытие регулирующего клапана 3. За счет увеличения расхода нара электрическая мощность яосстг.— навливается до исходнога уровня. При этом величина ТДДР может быть расширена дэ,15-20) номинальной мощности в зависимости от температуры на-. ружпаго воздуха и исходного режима работы турбоагрегят».

Таким образом, в заяисимостк от предпестяующего режима работы агрегата ТДДР может быть расширен путем переключения патока пара из ЧНД в теплофикационный отбор или путем перепуска сетевой яады в обход подогревателя, В обоих случаях повышаелся давление пара я отборе, а мощность турбины остается ня прсжнем уровне

:3H счет увеличения расхода паря че— рсз кляпа н 3 .

При больших запасах )lpGHóñêíîé способности электропереда»чи г1овышения быстродействия и расширения регулирогзочного диапазона э.1ектростан1»ки не треб уется „К 6 К и вьгхог1г1ой сигнал блока 20 рав.н нулю, При увеличенигг загрузки эч ктропередячи возникает необходимзсть повышения быстродействия (К„ > К) и регуляторы

l:1 11 оТ блока 22 1алучают задание ня повышение быстродействия изменения мощности турбины и производительностии парогенератора. Согласно ял1-оритму работы блока 20 сгггнал на его выходе НГ!лвллетсл цри соблюдении дя,х условий: г,Р ) Р, К, > К. Пои ма, ям исходном "" ДР электрос-андии может произойти одновременное выполнение обоих условий и сигналы по повышению быстродействия и увеличения

Т! ЦР освг.адут o времени.

При работе ограничит ля 2ч nepeTака мощности по кагBëó 25 получает ..Нгнал управляющего воздействия блок

?6 распределения внепланового задавил мощности электростанции. Этот сигнал распределяется между агрега тами электростанций согласно коэффициентам долевого участил. Регулятор

7 мощности получает зада!не на отработку неплановой мошности за счет ксполг зования имеюшегосл ТДЦР. Регулирование мощности производится загрузкои части низкого давления турбннь:. (конденсацианньггг режим с отбором) или путем измененил рахода сетеяой воды па .1-инки 13 обвода. Б обоих с."IY÷ÿÿõ измене ние мощности пра исходит зя счет изменения режима pa— боты турбины, расход TIGDG oT парогенератора остается неизменнь л, Блоками, даполнякцимк суцествуюшую систему регулирования электрическок и тепловой нагрузки ТЭЦ, являются .лаки 16-21., Необходимая для их рабов ты информация поступает на входы благая 16, 17, 20, На выходе !блока 17 сигнал пропорционален быстродействию 1-го агрегата.

Блок 16 вырабатывает сигнал, пропорциональный ТДДР данного агрегата.

Каждый агрегат имеет определенный регулирояочный диапазон на отработку гнеплановой мощности, По разности двух сигналов, из ко;орых первый пропорционален указанному регулировочно7 12801 му диапазону, а второй — величине набранной неплановой нагрузке, можно судить о величине ТДДР агрегата, Итак, на вход блока 16 поступают сигналы о величине задаваемого регулировочного диапазона и величине принятой нагрузки, На выходе блока 16 образуется сигнал, пропорциональный

ТДДР агрегата.

На вход блока 20поступают сигналы,10 пропорциональные величинам лР и К

В качестве блоков 18, 19 можно применить блоки статического преобразования.

Блок 20 выполняет алгебраические 15 и логические операции. Он может быть построен путем применения блока селективности. По двум входам этого

< блока подаются сигналы P и лР с г соответствующим уровнем напряжений противоположного знака, По двум другим входам поступают сигналы, пропорциональные величинам К и К„. При соответствующей настройке блока выходной сигнал будет равен нулю при 25 выполнении условия К < К при любом

v значении разности сигналов (пР -Р ), Если будет соблюдаться условие К >К, ч то сигнал. на выходе блока пропорционален величине лР 30

Сигнал с выхода блока 20 подается на вход блока 21. По одному из входов регулятора 8 давления подается сигнал от блока 21. При этом регулятор будет вырабатывать импульсы, поступающие на электродвигатель изменения задания тепловой нагрузки турбины, и осуществляется увеличение

ТДДР теплофикационного агрегата.

В режимах турбины с закрытым кла- 40 паном 4 расширение ТДДР производится по каналу регулирования через регулятор мощности с воздействием на байпасный канал обвода сетевого подогревателя. 45

Изменение быстродействия регули- рования активной мощности электростанции, производимое по каналам телемеханики от системы управления частотой и перетоками мощности, мо- 50 жет производиться с помощью дистанционного изменения постоянной времени интегрирования регулятора. Постоянная времени интегратора меняется пропорционально аналоговому сигналу.

Быстродействие изменяется одновремено на регуляторах турбины и парогенератора. При этом производится согласование быстродействия регулятора

34 8 мощности с быстродействием регулятора парогенератора для поддержания режимного параметра электростанции на заданном уровне. Изменение быстродействия производится по каналу регулирования неплановой нагрузки электростанции.

Повьппение надежности и экономичности работы энергосистемы при использовании данного способа достигается путем расширения ТДДР агрегатов ТЭЦ, привлекаемых к ограничению (регулированию) перетока мощности.

Величина дополнительного ТДДР определяется требованиями эффективного рграничения перетока мощности при высокой загрузке электропередачи. Управление величиной ТДДР агрегатов ТЗЦ в зависимости от необходимого уровня поддержания быстродействия системы ограничения (регулирования ) перетока мощности позволяет повысить ис- . пользование межсистемных электропередач (увеличение уставки ограничения перетока) и расширить резерв мощности для обеспечения устойчивости работы энергообъединения.

Формула изобретения

Способ управления мощностью теплофикационных агрегатов электростанции с текущими динамическими диапазонами регулирования путем изменения задания регулятора мощности и регулирования режимного параметра, определения зависимости необходимого изменения быстродействия регулятора мощности от изменения запаса значения перетока мощности в линии электропередачи по отношению к предельно допустимому с учетом коэффициента влияния изменения мощности агрегатов на переток мощности и определения зависимости между настройками быстродействия регуляторов и формирования сигналов настройки быстродействия регуляторов при изменении значения перетока мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности путем расширения текущего динамического диапазона регулирования электростанции при работе теплофикационных агрегатов в конденсационном режиме с отбором пара и воэможностью переключения потока пара из части низкого давления в отбор и в режиме беэ расхода пара в часть низкого давления с воэможностью изСоставитель А.Калашников

Редактор 10.Середа Техред Л.Олейник Корректор М.Самборская

Заказ 7033/30 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«Дроизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

9 1г менения тепловой нагрузки перемещением клапана на линии обвода сетевого подогревателя, дополнительно определяют сигналы, пропорциональные быстродействию изменения мощности каждого агрегата, суммируют эти сигналы, вычитая затем из полученной суммы сигнал настройки быстродействия регулятора мощности, суммируют текущие динамические диапазоны регулирования агрегатов, вычитая затем эту сумму из произведения размаха колебаний перетока мощности на коэф80134 10 фициент влияния, при отрицательном значении первой разности формируют управляющий сигнал пропорцчонально второй разности и, оставляя мощность агрегата неизменной, в конденсационном режиме с отбором пара управляющим сигналом переключают поток пара из части низкого давления в отбор, а в режиме без расхода пара в часть низ10 кого давления увеличивают тепловую нагрузку открытием клапана на линии обвода сетевого подогрева— теля.