Способ управления активной мощностью электростанции



Способ управления активной мощностью электростанции
Способ управления активной мощностью электростанции
Способ управления активной мощностью электростанции

 


Владельцы патента RU 2464438:

Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" (RU)

Способ относится к области газотурбинного двигателестроения. В способе управления активной мощностью электростанции, включающем замер текущего значения активной мощности, передаваемой в сеть электростанцией, и частоты вращения свободной турбины, вычисление отклонения от заданного, вычисление величины уставки по частоте вращения свободной турбины и дальнейшее формирование управляющего воздействия на дозатор топлива, дополнительно задают величины ограничений мощности и управляющее воздействие на дозатор формируют с учетом этих ограничений. Изобретение позволяет повысить качество управления при работе электростанции в сети большой мощности при малых значениях отклонения текущей величины активной мощности. 3 ил.

 

Способ относится к области газотурбинного двигателестроения и может найти использование в электронных системах автоматического управления газотурбинными двигателями со свободной турбиной, применяемых в составе газотурбинных установок для привода электрогенераторов газотурбинных электростанций.

Известен способ управления активной мощностью электрогенератора, согласно которому определяют рассогласование частоты сети и частоты электрогенератора как разницу измеренного значения фактической мощности генератора Ртек и заданной мощности, умноженную на коэффициент регулирования по мощности, затем формируют сигнал на исполнительный орган управления частотой турбогенератора, пропорциональный рассогласованию частоты сети и частоты электрогенератора [Павлов Г.М., Меркурьев Г.В. Автоматика энергосистем. Санкт-Петербург: Издательство «Папирус», 1996 г., стр.229].

Однако в известном способе не формализовано формирование управляющего воздействия на дозатор топлива, т.к. он ориентирован на измерение частоты вырабатываемого тока на клеммах генератора, а не датчика частоты вращения привода генератора, что вносит ошибку при измерении тока и снижает качество регулирования. Данный способ не учитывает особенности управления газотурбинным приводом, пропорциональный закон управления не позволяет поддерживать заданный режим активной мощности с требуемой точностью.

Наиболее близким к заявляемому является способ управления активной мощностью электростанции, включающий замер текущего значения активной мощности Ртек, передаваемой в сеть электростанции, и частоты вращения свободной турбины nст, вычисление отклонения Ртек от заданного Рзад (ΔP), вычисление величины уставки по частоте вращения свободной турбины nст уст и дальнейшее формирование управляющего воздействия на дозатор топлива (Патент РФ №2383755, F02C 9/00, 2010 г.).

Однако известный способ не обеспечивает высокого качества управления при работе электростанции в сети большой мощности при малых значениях отклонения ΔP и наличии ошибки измерения текущего значения активной мощности Ртек.

Техническая задача заключается в повышении качества управления при работе электростанции в сети большой мощности при малых значениях отклонения текущей величины активной мощности от заданной путем формирования управляющего воздействия на дозатор с учетом ΔP после превышения ΔP порогового значения ΔPвкл и формирования управляющего воздействия без учета ΔP после снижения ΔP ниже порогового значения ΔPвыкл.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе управления активной мощностью электростанции, включающем замер текущего значения активной мощности Ртек, передаваемой в сеть электростанцией, и частоты вращения свободной турбины nст, вычисление отклонения Ртек от заданного Рзад (ΔP), вычисление величины уставки по частоте вращения свободной турбины nст уст и дальнейшее формирование управляющего воздействия на дозатор топлива, величину nст уст вычисляют по формуле:

nст уст=kc×fycт+kp×ΔP',

где kc - коэффициент, связывающий частоту вращения генератора и частоту вращения свободной турбины nст;

fуcт - уставка по частоте сети электростанции;

kp - коэффициент регулирования по мощности,

ΔP' - величина отклонения Ртек от заданного Рзад, равная 0 или ΔP,

при этом дополнительно задают величины ΔPвклверх, ΔPвыклверх, ΔPвклниз, ΔPвыклниз, а управляющее воздействие на дозатор формируют с учетом ΔP в момент, когда ΔP>ΔPвклверх или ΔP<ΔPвклниз, и без учета ΔP - в момент, когда ΔP<ΔPвыклверх или ΔP>ΔPвыклниз, где

ΔPвклверх - верхнее пороговое значение включения ΔP, при достижении которого ΔP' становится равным ΔP;

ΔPвыклверх - верхнее пороговое значение выключения ΔP, при достижении которого ΔP' становится равным 0;

ΔPвклниз - нижнее пороговое значение включения ΔP, при достижении которого ΔP' становится равным ΔP;

ΔPвыклниз - нижнее пороговое значение выключения ΔP, при достижении которого ΔP' становится равным 0.

Дополнительное введение пороговых значений величины отклонения ΔP, при переходе через которые начинается формирование управляющего воздействия на дозатор топлива с учетом ΔP или без учета ΔP, позволяет значительно улучшить качество управления электростанцией, повысить статическую и динамическую точности поддержания заданной активной мощности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ.

На фиг.2, 3 показаны графики изменения активной мощности по времени процесса при осуществлении заявляемого способа, где

Рном - номинальное значение активной мощности, выдаваемой электростанцией.

Блок 1 является блоком вычисления отклонения Ртек от заданного Рзад (ΔP).

Блок 2 осуществляет сравнение ΔP с ΔPвклверх (например, 0,6% Рном). При ΔP>ΔPвклверх блок 2 формирует сигнал I1=1.

Блок 3 осуществляет сравнение ΔР с ΔPвыклверх (например, 0,2% Рном) и при условии ΔP<ΔPвыклверх формирует сигнал I2=1.

Блок 4 выполняет сравнение ΔP с ΔPвыклниз (например, - 0,2% Рном) и при ΔP>ΔPвыклниз формируют сигнал I3=1.

Блок 5 выполняет сравнение ΔP с ΔPвклниз (например, - 0,6% Рном), который при ΔP<ΔPвклниз формирует сигнал I4=1.

Блок 6 - логическое устройство «И» с выходным сигналом I5.

Блок 7 - логическое устройство «И» с выходным сигналом I6.

Блоки 8, 9, и 10 - логические устройства «ИЛИ» с выходными сигналами I7, I8, I9 соответственно.

Блоки 11, 12 - умножающие. Блок 11 осуществляет умножение величины ΔP на значение логического сигнала I9 (1 или 0), поступающего с блока (ΔP').

Блок 12 осуществляет операцию умножения kp×ΔP'.

Блок 13 - блок вычисления величины уставки по частоте вращения свободной турбины nст уст=kc×fycт+kp×ΔP'.

Блок 14 - блок вычисления ошибки поддержания nст (Δnст=nст уст-nст).

Блок 15 - блок формирования управляющего воздействия на дозатор топлива.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

В зависимости от значения ΔP в блоках 2-10 формируется и фиксируется логический сигнал I9=1 либо в момент превышения ΔP величины ΔPвклверх (фиг.2, участок II), либо в момент уменьшения ΔP ниже величины ΔPвыклниз (фиг.3, участок IV). При наличии сигнала I3=1 сигналы I5 и I8 «сбрасываются». По сигналу I1=1 блок 8 и блок 6 формируют сигнал I7=1, при наличии которого информация о величине ΔP поступает в блок 10, который по сигналам I7=1 и I8=1 формирует сигнал I9.

В момент снижения величины ΔP меньше ΔPвыклверх (фиг.2, участок III), либо в момент превышения ΔP величины ΔPвыклниз (фиг.3, участок I) значение логического сигнала I9 формируется и фиксируется как 0 (I9=0).

I9 фиксируется и принимает значение 1 при выполнении условий:

ΔP>ΔPвклверх или ΔP<ΔPвклниз; I9=1.

I9 фиксируется и принимает значение 0 при выполнении условий:

ΔP<ΔPвыклверх или ΔP>ΔPвыклниз; I9=0.

Далее блок 11 осуществляет умножение значения ΔP на величину логического сигнала I9 (1 или 0). При I9=0 величина ΔP принимает нулевое значение (ΔP'=0).

При I9=1 величина ΔP'=1, при этом выходной логический сигнал с блока 11 поступает на вход блока 12, с выхода которого сигнал о величине nст уст поступает на вход блока 14, который выдает сигнал о величине Δnст, в величине nст уст поступает на вход блока 14, который выдает сигнал о величине Δnст, в зависимости от этого сигнала блок 15 формирует управляющее воздействие на дозатор топлива пропорционально Δnст, что позволяет поддерживать величину активной мощности электростанции с необходимой точностью.

Способ управления активной мощностью электростанции, включающий замер текущего значения активной мощности Ртек, передаваемой в сеть электростанцией, и частоты вращения свободной турбины nст, вычисление отклонения Ртек от заданного Рзад (ΔР), вычисление величины уставки по частоте вращения свободной турбины
nст уст и дальнейшее формирование управляющего воздействия на дозатор топлива,
отличающийся тем, что
величину nст уст вычисляют по формуле
nст уст=kc·fуст+kp·ΔP',
где kc - коэффициент, связывающий частоту вращения генератора и частоту вращения свободной турбины nст;
fуст - уставка по частоте сети электростанции;
kp - коэффициент регулирования по мощности;
ΔР' - величина отклонения Ртек от заданного Рзад, равная 0 или ΔР,
при этом дополнительно задают величины ΔРвклверх, ΔРвыклверх, ΔРвклниз, ΔРвыклниз, а управляющее воздействие на дозатор формируют с учетом ΔР в момент, когда ΔP>ΔРвклверх или ΔP<ΔРвклниз, и без учета ΔР - в момент, когда ΔP<ΔРвыклверх или ΔР>ΔРвыклниз, где
ΔРвклверх - верхнее пороговое значение включения ΔР, при достижении которого ΔР' становится равным ΔР;
ΔРвыклверх - верхнее пороговое значение выключения ΔР, при достижении которого ΔР' становится равным 0;
ΔРвклниз - нижнее пороговое значение включения ΔР, при достижении которого ΔР' становится равным ΔР;
ΔРвыклниз - нижнее пороговое значение выключения ΔР, при достижении которого ΔР' становится равным 0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной техники. .

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС).
Изобретение относится к способам регулирования, чувствительным к параметрам двигателя и внешней среды, в частности к температуре окружающего воздуха. .

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТУ.

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинных установок (ГТУ), используемых для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС).

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления турбовинтовыми силовыми установками (СУ).

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для управления работой двухконтурных ГТД летательных аппаратов за счет регулирования частоты вращения ротора низкого давления ГТД.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД
Изобретение относится к авиации

Изобретение относится к системе регулирования осевых сил на радиально-упорном подшипнике ротора турбомашины и позволяет уменьшить воздействие осевой силы на радиально-упорный подшипник передней части составного ротора турбомашины путем перераспределения по заданному закону избыточной силы на радиально-упорный подшипник задней части ротора

Изобретение относится к области управления работой газотурбинных двигателей
Наверх