火电机组蓄能特性与灵活性控制研究
发布时间：2020-04-16 05:43
【摘要】：当前,规模化新能源电力消纳已成为我国电力系统面临的重大现实问题,提升燃煤火电机组的灵活运行能力是解决我国规模化新能源消纳问题的重要途径。火电机组灵活性的核心在于机组变负荷的快速性和深度性,传统火电机组虽然具有一定的变负荷能力,但其变负荷速率和深度已无法满足日益增长的电网调峰调频需求。火电机组蓄能利用概念的提出,为进一步提高机组快速响应负荷能力提供了可能。本文从火电机组蓄能特性分析与蓄能综合利用控制两方面对蓄能参与火电机组快速的灵活性控制问题展开研究,主要工作包括:1)单元机组协调控制系统灵活运行能力研究。对机组的主要蓄能环节进行分类并分析其提升机组灵活性运行能力的可行性,指出机组的有效可利用蓄能包括锅炉系统蓄能、回热系统蓄能和热网系统蓄能等。采用机理建模和数据辨识结合的复合建模方法建立亚临界机组非线性控制模型,提出基于烟气含氧量的锅炉负荷软测量方法和锅炉蓄热系数理论计算方法,对机组锅炉系统蓄能特性进行分析。在梳理现有协调控制方式特点与局限性基础上,设计基于动态矩阵控制的多变量预测控制系统对机组协调控制进行优化,提高机组在动态响应过程中运行参数的控制品质,为多类型蓄能参与机组快速变负荷控制奠定基础。2)回热系统蓄能参与的机组灵活性控制研究。在分析汽轮机回热系统蓄能特性的基础上,利用凝结水节流作为回热系统蓄能参与机组灵活性控制手段。基于回热系统热平衡状态分析建立凝结水系统功率计算模型,定量分析凝结水系统蓄能的做功能力和蓄能容量。提出基于锅炉侧能量补偿的节流参与机组响应AGC负荷控制方法,通过源网联合调度控制仿真系统对节流参与下机组控制性能和电网适应性进行验证,并设计凝结水节流工程方案应用于330MW亚临界机组上验证优化效果。提出基于调频指令分解的节流参与机组一次调频控制方法,提高机组一次调频过程中的动态性能和运行参数控制品质。3)热网系统蓄能参与的机组灵活性控制研究。在分析供热机组热网换热系统蓄能特性的基础上,利用供热抽汽节流作为热网系统蓄能参与机组灵活性控制手段。在汽轮机能量平衡环节中加入供热抽汽的影响建立供热抽汽系统非线性模型,采用等效焓降法计算供热抽汽节流系统蓄能的做功能力,根据热网负荷需求定量分析系统蓄能容量,并考虑机组配置储热罐对机组和供热抽汽节流系统的影响。提出供热抽汽节流参与机组响应AGC负荷控制方法,从提升机组AGC性能指标和改善运行参数控制品质两方面对机组变负荷控制进行优化,通过仿真对供热抽汽节流参与下的机组控制性能提升进行验证。4)火电机组蓄能综合利用控制系统研究。为实现火电机组多类型蓄能联合参与提升火电机组灵活运行能力的优化目标,在分析机组可利用蓄能特性的基础上,提出基于蓄能综合利用的火电机组快速变负荷全局优化控制方案。建立蓄能联合调度能量管理系统,利用信号多层分解方法对AGC指令进行分解并重构,提出蓄能利用综合管理指标计算方法在变负荷过程中对蓄能系统进行调度。基于蓄能非线性模型对蓄能系统进行精细化分散控制,并在线估计蓄能系统的运行状态与安全裕度。通过仿真对优化方案下的机组响应AGC负荷控制性能及机组运行参数控制品质进行验证。研究结论表明,基于蓄能综合利用的火电机组快速变负荷控制优化方法能够在机组响应AGC负荷指令的过程中对各蓄能系统进行精确出力控制,通过蓄能系统的相互协调配合,达到在保证机组安全稳定运行的同时显著提升机组快速响应负荷能力的效果,为实现火电机组快速的灵活性运行控制提供基础性理论和关键技术支持。
【图文】：
过对机组蓄能系统中蕴含的能量进行统一标定评估，，精细化调度储存于火电机组逡逑中的多类型蓄能，大幅度提高机组的负荷动态响应性能和运行参数控制品质。本逡逑文的主要研究内容如图１－１所示。逡逑研究目标逦整体方案逦被控对象逡逑逦邋基于能量平衡的协调控制系统优化１逡逑’逦逦（第２邋章）逦）逡逑逦＾火电机组逦逦邋逦逡逑火屯机绀逦＿＿＿蓄能联合调度逦ｊ参与调峰调频的Q嬋认低承钅芾茫卞危静斡氲纾停粒牵玫鞫鹊腻义狭榛钚栽耍皱危弈埽砉芾硐低冲危危ǖ冢痴拢╁五澹慑稳济夯鸬缁殄义襄危掊危ǖ冢低ぃ海╁五危危掊义稀危叔澹澹碧嵘刂破分实娜韧低承钅芾茫卞义希垮危澹烈簟㈠五五危馘危掊义襄巍危掊危婊诜窍咝阅Ｐ偷模掊义襄涡钅茉谙咂拦老低冲义希ǖ冢病ⅲ场ⅲ凑拢╁义希皱五邋澹义系鞫燃跺慰刂萍跺渭觳饧跺义稀㈠危鲥危叔义戏植阌呕义贤迹保毖芯磕谌萁峁孤废咤义希疲椋纾保卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹铮驽澹颍澹螅澹幔颍悖桢澹悖铮睿簦澹睿簦箦义涎芯磕谌葜饕ǎ哄义希保┑ピ樾骺刂葡低沉榛钤诵心芰ρ芯俊Ｊ紫榷曰橹饕钅芑方诮义闲蟹掷嗖⒎治銎涮嵘榱榛钤诵心芰Φ目尚行裕换诟春辖７椒ń⒀橇俳珏义掀榉窍咝钥刂颇Ｐ筒⒎治鱿钟兄髁餍骺刂品绞降目刂铺氐阌刖窒扌裕诲义咸岢龌谘唐趿康墓汉扇聿饬糠椒ǚ从彻低车鼻澳芰克剑捎眯铄义先认凳砺奂扑惴椒ㄆ兰酃低承钅茏龉δ芰Γ簧杓苹诙卣罂刂频亩啾溴义狭吭げ饪刂葡低扯曰樾骺刂葡低辰杏呕
本文编号：2629451
【图文】：
过对机组蓄能系统中蕴含的能量进行统一标定评估，，精细化调度储存于火电机组逡逑中的多类型蓄能，大幅度提高机组的负荷动态响应性能和运行参数控制品质。本逡逑文的主要研究内容如图１－１所示。逡逑研究目标逦整体方案逦被控对象逡逑逦邋基于能量平衡的协调控制系统优化１逡逑’逦逦（第２邋章）逦）逡逑逦＾火电机组逦逦邋逦逡逑火屯机绀逦＿＿＿蓄能联合调度逦ｊ参与调峰调频的Q嬋认低承钅芾茫卞危静斡氲纾停粒牵玫鞫鹊腻义狭榛钚栽耍皱危弈埽砉芾硐低冲危危ǖ冢痴拢╁五澹慑稳济夯鸬缁殄义襄危掊危ǖ冢低ぃ海╁五危危掊义稀危叔澹澹碧嵘刂破分实娜韧低承钅芾茫卞义希垮危澹烈簟㈠五五危馘危掊义襄巍危掊危婊诜窍咝阅Ｐ偷模掊义襄涡钅茉谙咂拦老低冲义希ǖ冢病ⅲ场ⅲ凑拢╁义希皱五邋澹义系鞫燃跺慰刂萍跺渭觳饧跺义稀㈠危鲥危叔义戏植阌呕义贤迹保毖芯磕谌萁峁孤废咤义希疲椋纾保卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹铮驽澹颍澹螅澹幔颍悖桢澹悖铮睿簦澹睿簦箦义涎芯磕谌葜饕ǎ哄义希保┑ピ樾骺刂葡低沉榛钤诵心芰ρ芯俊Ｊ紫榷曰橹饕钅芑方诮义闲蟹掷嗖⒎治銎涮嵘榱榛钤诵心芰Φ目尚行裕换诟春辖７椒ń⒀橇俳珏义掀榉窍咝钥刂颇Ｐ筒⒎治鱿钟兄髁餍骺刂品绞降目刂铺氐阌刖窒扌裕诲义咸岢龌谘唐趿康墓汉扇聿饬糠椒ǚ从彻低车鼻澳芰克剑捎眯铄义先认凳砺奂扑惴椒ㄆ兰酃低承钅茏龉δ芰Γ簧杓苹诙卣罂刂频亩啾溴义狭吭げ饪刂葡低扯曰樾骺刂葡低辰杏呕
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