火电机组建模及快速变负荷控制
发布时间：2020-12-18 15:05
随着大规模可再生能源发电亟待并网,风能、太阳能等新能源的不稳定性使火电机组负荷变化范围及变化速率扩大,依靠传统控制技术,相关参数很容易超出安全范围。因此,火电机组快速变负荷能力亟待提升。本文利用机理分析方法,建立火电机组动态数学模型,分析机组大扰动工况下的动态特性;结合先进控制,针对快速变负荷过程机组部分运行参数,提出行之有效的控制技术;以机理数学模型为基础,建立适用于快速变负荷控制技术研究的火电机组协调被控数学模型;基于汽轮机蓄能深度利用技术,提出火电机组快速变负荷协调控制技术。主要研究内容如下。首先,利用集总参数建模方法,以质量守恒、能量守恒、动量守恒为基础,采用分块建模技术,结合相关经验公式,分别建立火电机组锅炉汽水系统、燃料系统、给水系统、旁路系统、汽轮机等动态机理数学模型。利用汽轮机高加解列和高加投入试验对模型加以验证,仿真误差在允许范围内,模型能够用于火电机组大扰动工况动态特性的研究。通过仿真火电机组快速甩负荷带厂用电（FCB）过程,提出了FCB过程主要参数的控制策略。其次,围绕快速变负荷过程火电机组运行参数控制,结合灰色关联分析、自抗扰、前馈补偿等技术,分别提出给水泵汽轮...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一i研究内容结构
动态数学模型是火电机组快速变负荷技术研究的基础，本章利用分块建模的方法，火电机组按照设备功能分为不同模块单元，利用质量守恒、能量守恒、动量守恒方程分建立每个模块单元的机理数学模型，而后将每个模块单元数学模型连接，形成火电机组体机理数学模型。除结构参数外，模型参数通过静态工况计算获得。通过某 300MW 亚界自然循环锅炉机组高加解列和投入试验对模型进行正确性验证，旨在证明建立的模型够适用于大扰动工况下机组参数动态特性的分析。本章通过模型仿真的方法对火电机组不同负荷下快速甩负荷带厂用电（FCB）过程行动态特性的分析，通过剖析不同参数动态特性的机理，提出火电机组 FCB 过程关键参控制策略。2.2 火电机组机理数学模型火电机组数学模型主要分为机理模型、辨识模型、数据模型。为了建立一种应用范比较广，泛化能力较强的模型，采用机理建模的方法。
第 2 章火电机组数学模型建立及仿真发生。部分学者提出利用高加解列、投入的方法快速调节机组负荷，提高机组灵活性，为机组快速变负荷控制策略提供了思路。综上可知，高加解列、投入过程仿真试验意义重大，本节利用高加解列现场试验机理数学模型进行验证。2.3.1 研究对象研究对象结构如图 2-2 所示，锅炉为东方锅炉厂生产的亚临界压力中间一次再热的自然循环锅炉，单炉膛 Π 型露天岛式布置，燃烧器布置于下炉膛前后拱上，W 型火焰燃烧方式，主要设计参数如表 2-1 所示。汽轮机为日本富士公司生产的亚临界、单轴、三缸中间再热凝汽式，其主要设计参数如表 2-2 所示，模型相关参数如表 2-3 所示，利用前文建立的模型，在 Matlab/Simulink 仿真平台搭建仿真模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中国SO2排放的环境污染与公共治理研究[J]. 康艳青. 生态经济. 2018(03)
[2]近年来我国能源投资发展分析[J]. 李华杰,马丽梅. 中外能源. 2018(01)
[3]基于凝结水节流的火电机组AGC控制优化方法[J]. 刘吉臻,王耀函,曾德良,陈彦桥. 中国电机工程学报. 2017(23)
[4]源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划[J]. 李海波,鲁宗相,乔颖. 电力系统自动化. 2017(21)
[5]基于图解法的含储热罐供热机组特性分析[J]. 王耀函,曾德良,陈凯. 热力发电. 2017(11)
[6]100%旁路系统用于350MW超临界机组锅炉直接供热可行性分析[J]. 徐进. 河北电力技术. 2017(05)
[7]燃煤机组深度调峰技术探讨[J]. 张广才,周科,鲁芬,柳宏刚,周志培,周凌宇. 热力发电. 2017(09)
[8]我国火电机组灵活性现状与技术发展[J]. 龚胜,石奇光,冒玉晨,孙浩祖. 应用能源技术. 2017(05)
[9]凝结水节流参与的1000MW火电机组快速变负荷调节[J]. 龙东腾,王玮,刘吉臻. 动力工程学报. 2017(03)
[10]供热机组锅炉储能与热网储能空间时间多尺度分析[J]. 邓拓宇,田亮,刘吉臻. 中国电机工程学报. 2017(02)
博士论文
[1]供需侧调峰方式对电力系统能效影响分析[D]. 张宏伟.华北电力大学(北京) 2017
[2]供热机组储能特性分析与快速变负荷控制[D]. 邓拓宇.华北电力大学(北京) 2016
[3]超临界机组典型非线性过程的建模与控制研究[D]. 崔晓波.东南大学 2015
[4]超临界机组协调系统频域分析及自抗扰控制[D]. 张瑞青.华北电力大学 2015
[5]基于大型火电机组FCB技术的电力系统智能恢复控制研究与应用[D]. 卢恩.华南理工大学 2014
[6]超超临界机组非线性控制模型研究[D]. 闫姝.华北电力大学 2013
[7]大型汽轮机组动态仿真与运行优化系统研究[D]. 蔡锴.武汉大学 2012
[8]自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D]. 管志敏.华北电力大学（北京） 2010
[9]单元机组非线性动态模型的研究[D]. 田亮.华北电力大学（河北） 2005
硕士论文
[1]固体蓄热传热过程的模拟分析及实验研究[D]. 梁炬祥.合肥工业大学 2017
[2]固体电蓄热装置的热力学有限元分析[D]. 徐德玺.沈阳工业大学 2016
[3]国华舟山二期350MW机组自启停控制技术及应用[D]. 葛鑫.华北电力大学 2016
[4]火电机组FCB功能及其在电网黑启动中的应用[D]. 门冉.东南大学 2015
[5]带蓄热装置的热电机组的系统调峰运行和热经济性分析[D]. 陈小慧.华北电力大学 2014
[6]给水泵汽轮机汽源切换方式模拟[D]. 刘诗.重庆大学 2012
[7]300MW火电机组FCB试验仿真研究[D]. 熊超.重庆大学 2010
[8]基于STAR-90的压水堆核电站一回路建模与仿真研究[D]. 李淑娜.华北电力大学（河北） 2010
[9]600MW燃煤锅炉燃烧模型及动态仿真[D]. 赵志刚.重庆大学 2005
本文编号：2924203
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一i研究内容结构
动态数学模型是火电机组快速变负荷技术研究的基础，本章利用分块建模的方法，火电机组按照设备功能分为不同模块单元，利用质量守恒、能量守恒、动量守恒方程分建立每个模块单元的机理数学模型，而后将每个模块单元数学模型连接，形成火电机组体机理数学模型。除结构参数外，模型参数通过静态工况计算获得。通过某 300MW 亚界自然循环锅炉机组高加解列和投入试验对模型进行正确性验证，旨在证明建立的模型够适用于大扰动工况下机组参数动态特性的分析。本章通过模型仿真的方法对火电机组不同负荷下快速甩负荷带厂用电（FCB）过程行动态特性的分析，通过剖析不同参数动态特性的机理，提出火电机组 FCB 过程关键参控制策略。2.2 火电机组机理数学模型火电机组数学模型主要分为机理模型、辨识模型、数据模型。为了建立一种应用范比较广，泛化能力较强的模型，采用机理建模的方法。
第 2 章火电机组数学模型建立及仿真发生。部分学者提出利用高加解列、投入的方法快速调节机组负荷，提高机组灵活性，为机组快速变负荷控制策略提供了思路。综上可知，高加解列、投入过程仿真试验意义重大，本节利用高加解列现场试验机理数学模型进行验证。2.3.1 研究对象研究对象结构如图 2-2 所示，锅炉为东方锅炉厂生产的亚临界压力中间一次再热的自然循环锅炉，单炉膛 Π 型露天岛式布置，燃烧器布置于下炉膛前后拱上，W 型火焰燃烧方式，主要设计参数如表 2-1 所示。汽轮机为日本富士公司生产的亚临界、单轴、三缸中间再热凝汽式，其主要设计参数如表 2-2 所示，模型相关参数如表 2-3 所示，利用前文建立的模型，在 Matlab/Simulink 仿真平台搭建仿真模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中国SO2排放的环境污染与公共治理研究[J]. 康艳青. 生态经济. 2018(03)
[2]近年来我国能源投资发展分析[J]. 李华杰,马丽梅. 中外能源. 2018(01)
[3]基于凝结水节流的火电机组AGC控制优化方法[J]. 刘吉臻,王耀函,曾德良,陈彦桥. 中国电机工程学报. 2017(23)
[4]源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划[J]. 李海波,鲁宗相,乔颖. 电力系统自动化. 2017(21)
[5]基于图解法的含储热罐供热机组特性分析[J]. 王耀函,曾德良,陈凯. 热力发电. 2017(11)
[6]100%旁路系统用于350MW超临界机组锅炉直接供热可行性分析[J]. 徐进. 河北电力技术. 2017(05)
[7]燃煤机组深度调峰技术探讨[J]. 张广才,周科,鲁芬,柳宏刚,周志培,周凌宇. 热力发电. 2017(09)
[8]我国火电机组灵活性现状与技术发展[J]. 龚胜,石奇光,冒玉晨,孙浩祖. 应用能源技术. 2017(05)
[9]凝结水节流参与的1000MW火电机组快速变负荷调节[J]. 龙东腾,王玮,刘吉臻. 动力工程学报. 2017(03)
[10]供热机组锅炉储能与热网储能空间时间多尺度分析[J]. 邓拓宇,田亮,刘吉臻. 中国电机工程学报. 2017(02)
博士论文
[1]供需侧调峰方式对电力系统能效影响分析[D]. 张宏伟.华北电力大学(北京) 2017
[2]供热机组储能特性分析与快速变负荷控制[D]. 邓拓宇.华北电力大学(北京) 2016
[3]超临界机组典型非线性过程的建模与控制研究[D]. 崔晓波.东南大学 2015
[4]超临界机组协调系统频域分析及自抗扰控制[D]. 张瑞青.华北电力大学 2015
[5]基于大型火电机组FCB技术的电力系统智能恢复控制研究与应用[D]. 卢恩.华南理工大学 2014
[6]超超临界机组非线性控制模型研究[D]. 闫姝.华北电力大学 2013
[7]大型汽轮机组动态仿真与运行优化系统研究[D]. 蔡锴.武汉大学 2012
[8]自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D]. 管志敏.华北电力大学（北京） 2010
[9]单元机组非线性动态模型的研究[D]. 田亮.华北电力大学（河北） 2005
硕士论文
[1]固体蓄热传热过程的模拟分析及实验研究[D]. 梁炬祥.合肥工业大学 2017
[2]固体电蓄热装置的热力学有限元分析[D]. 徐德玺.沈阳工业大学 2016
[3]国华舟山二期350MW机组自启停控制技术及应用[D]. 葛鑫.华北电力大学 2016
[4]火电机组FCB功能及其在电网黑启动中的应用[D]. 门冉.东南大学 2015
[5]带蓄热装置的热电机组的系统调峰运行和热经济性分析[D]. 陈小慧.华北电力大学 2014
[6]给水泵汽轮机汽源切换方式模拟[D]. 刘诗.重庆大学 2012
[7]300MW火电机组FCB试验仿真研究[D]. 熊超.重庆大学 2010
[8]基于STAR-90的压水堆核电站一回路建模与仿真研究[D]. 李淑娜.华北电力大学（河北） 2010
[9]600MW燃煤锅炉燃烧模型及动态仿真[D]. 赵志刚.重庆大学 2005
本文编号：2924203
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