火电机组快速变负荷控制方法研究

发布时间：2017-09-04 10:43

  本文关键词：火电机组快速变负荷控制方法研究

  更多相关文章： 快速变负荷 直流炉机组 凝结水节流 除氧器水位 稳定逆

【摘要】：风能、太阳能等新型电力能源近些年来发展迅速,然而其随机性、波动性很大,易对电网造成冲击。因此不断提高传统火电机组的变负荷能力,使得电网能够大规模地接纳新能源电力,已成为目前火电机组负荷控制系统所研究的热点。与传统汽包炉机组相比,当前应用颇为广泛的直流炉机组在锅炉侧的蓄热较小,其协调控制系统通常采用汽轮机跟随方式,负荷响应的速度较慢。因此,针对大容量高参数的直流炉机组,开展快速变负荷控制策略的研究,具有重要意义。本文所研究的直流炉机组快速变负荷控制策略主要包括两个方面：一是基于稳定逆的前馈控制结构,利用燃料量指令和总给水流量的超前变化,改善锅炉侧对负荷响应的滞后。先对前人建立的直流炉机组三阶非线性模型进行简化,再利用非线性对象的稳定逆原理求解前馈控制量,使得机组的三个输出参数可以快速到达设定值附近。二是在传统“机跟炉”协调控制的基础上增加凝结水节流通道,通过调整凝结水的流量快速改变机组负荷。前人已对凝结水节流的原理及其调节机组负荷的特性作出了研究,本文的主要工作是改进双重控制结构,一方面有效控制快反应通道——凝结水节流环节,直接加快机组变负荷初期的响应速率,另一方面在慢反应通道——传统“机跟炉”系统负荷反馈控制环节中,增添对除氧器水位的控制,避免凝结水节流造成除氧器的水位波动过大,进而保证机组运行的安全性。除上述两点之外,为了实现对协调控制系统中另外两个输出参数的有效控制,保证整个系统的控制性能,本文还研究了一种多变量解耦控制器,用来消除汽水分离器出口蒸汽比焓与汽轮机入口蒸汽压力之间的耦合。最后的仿真试验证实：凝结水节流参与直流炉机组协调控制系统能够有效地加快机组负荷的响应速率,并且维持汽轮机出口蒸汽压力、除氧器水位等相关参数的稳足。
【关键词】：快速变负荷 直流炉机组 凝结水节流 除氧器水位 稳定逆
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展动态分析10-13
• 1.2.1 对于直流炉机组数学模型及其控制方法的优化10-11
• 1.2.2 对于机组蓄能利用机理的分析11-13
• 1.3 主要研究内容与文章结构13-15
• 第2章 直流炉机组简化非线性模型及其前馈控制15-22
• 2.1 直流炉机组简化非线性模型15-17
• 2.2 基于稳定逆的前馈结构17-21
• 2.2.1 稳定逆理论18-20
• 2.2.2 直流炉机组的稳定逆系统20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 凝结水节流调节机组负荷的原理22-29
• 3.1 凝结水节流的原理22-24
• 3.2 凝结水节流调节机组负荷的特性24-28
• 3.2.1 低压加热器特性分析24-26
• 3.2.2 除氧器特性分析26-28
• 3.2.3 凝结水泵特性分析28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 凝结水节流参与的直流炉机组协调控制系统29-44
• 4.1 凝结水节流参与的机组协调控制29-30
• 4.2 直流炉机组负荷双重控制30-33
• 4.2.1 双重控制理论30-31
• 4.2.2 带有凝结水通道的双重控制31-33
• 4.3 部分反馈通道的解耦控制33-35
• 4.3.1 多变量解耦控制器的设计原理33-34
• 4.3.2 直流炉机组部分输出参数的解耦控制器34-35
• 4.4 对凝结水节流参与的机组协调控制系统的仿真验证35-42
• 4.4.1 多条负荷响应曲线的对比36-38
• 4.4.2 负荷响应曲线的详细分析38-41
• 4.4.3 除氧器水位控制曲线及分析41-42
• 4.5 本章小结42-44
• 第5章 总结与展望44-47
• 5.1 本课题主要研究成果44-45
• 5.2 后续工作展望45-47
• 参考文献47-50
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果50-51
• 致谢51

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