Способ управления мощностью теплофикационных агрегатов электростанции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 А 1 51) 4 Р 01 П 17/2 3(.)ф САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ льство СССР /04, 1959, ство СССР 7/20, 1975 МОЩНОСТЬЮ АТОВ ЭЛЕКТ О области ощностью испольавтоматическог электростанций правления может быт системах с т ивлекаемых к вано в э плозлектрегулиролиниям ростанциями, п ванию перетоко ощности по Целью изоб ете лектропередачи.вляется повышени надежнос и экоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Кировский политехнический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ АГРЕГ РСТАНЦИИ(57) Изобретение относится к номичности работы энергосистемы путемрасширения текущего динамического диапазона регулирования (ТДДР) агрегатовэлектростанции, При уменьшении запасаустойчивости линии электропередачинаряду с увеличением быстродействиявсех систем регулирования мощностистанции производится расширение текущего динамического диапазона регулирования ТДДР агрегатов электростанции при суммарной величине быстродействия изменения мощности этих агрегатов меньшей величины настройкибыстродействия регулятора мощностиэлектростанции. Расширение ТДДР теплофикационных агрегатов производитсяпутем переключения потока пара изчасти низкого давления турбины в теплофикационный отбор. В режимах турбины при полностью заркытой диафрагмерасширение ТДДР производгтся путемоткрытия байпасного клапана на линииобвода сетевого подогревателя, 1 ил.128013 Р -Ррд 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 дежности и экономичности путем расширения текущего динамического диапазона регулирования электростанции при работе теплофикационных агрегатов в конденсационном режиме с отбором 15 пара и возможностью переключения потока пара из части низкого давления в отбор и в режиме без расхода пара в часть низкого давления с возможностью изменения тепловой нагрузки 20 перемещением клапанана линии обвода сетевого подогревателя. На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.Схема включает в себя агрегат с отеплофикационным отбором, состоящий из части 1 высокого давления и части2 низкого давления (ЧНД), регулирующие клапаны 3 и 4 с сервомоторами 5 30и 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 опреде- . ления 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 нала о величине дополнительного ТДДР агрегатов электростанции, блок 21 распределения сигнала о величине ТДДР между регулирующими агрегатами ТЗЦ, блок 22 выработки сигнала задания по 55 быстродействию автоматического управления мощностью ТЭС и сигнала, пропорционального размаху колебаний перетока мощности, канал 23 телемеха 4 2ники, ограничитель 24 перетока мощности, канал 25 телемеханики для передачи управляющего воздействия отрегулятора 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 агрегатовТЭС осуществляется следующим образом.Блок 22, входящий в систему управления частотой и перетоками мощностиэнергообъединения, вырабатывает сигнал, пропорциональный необходимомубыстродействию регулирования мощностиТЗС 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 наобщестанционный блок 20, вырабатывающий сигнал о величине дополнительного ТДДР электростанции,Блоки 20 и 22 формируют сигналыследующим образом.Допустимый переток Рд мощностипо межсистемной электропередаче определяется по формуле где Р - максимальная по условиямстатической устойчивостимощность электропередачи;К=0,2 - нормальный коэффициент запаса;Р - отстройка от случайных изменений нагрузки соединяемыхэнергосистем.Как показали исследования, величину отстройки Р, следует принимать,исходя из анализа нерегулярных колебаний перетока мощности. Регистрацияи статистическая обработка колебанийперетока мощности по линии электропередачи позволяет оценить вероятностные характеристики флуктуациинебаланса мощности меньшей из соединяемых энергосистем,Величина среднего квадратичногоотклонения б перетока может быть использована для определения отстройкиР по формулеР =36 3 С ГР (2)где С - коэффициент (С=0,5 для дневных интервалов графика нагрузки);Р, - мощность нагрузки меньшей изсоединяемых энергосистем,Как следует из формулы (2), величина Р зависит от нагрузки энергосистемы Р , которая меняется в течение суток. Отстройка Р, от случайныхизменений нагрузки может быть определена по величине д,Если мощность Р электропередачипревысит фиксированное значение уставки Р, то вступает в работу ограничитель перетока и путем воздействияна регулирующие станции приемнойэнергосистемы стремится. уменьшитьФразность (Р,-Р), а при достаточном 15регулировочном диапазоне станций -свести эту разность к нулю. При Р Рэ Чснижается величина запаса устойчивости линии электропередачи. В этихусловиях для повышения надежности 20работы энергосистемы требуется увеличение быстродействия регулированияактивной мощности на электростанциях,,привлекаемых к ограничению перетокамощности. 25Быстродействие регулирования мощности электростанций определяется1интенсивностью нерегулярных колебаний перетока мощности. Среднеквадратичная скорость 0 изменения перетока 30мощности при его нерегулярных колебаниях равнаб=211 и ь (3)где п, - число изменений мощностиза единицу времени; б - среднее квад- З 5ратичное отклонение перетока, Числои, не зависит от мощности энергосистем, Поэтому значение б полностьюопределяется величиной Г .Требуемое быстродействие системы 40регулирования перетока мощности, определяемое величиной 0, может бытьдополнено по требованию энергосистемывеличиной б, которая определяетсярежимом работы энергосистемы (периодмаксимальных нагрузок, аварийный режим, послеаварийный режим) и задаетсясистемой регулирования частоты и перетоков мощности энергообъединения.Тогда суммарное значение К требуемого быстродействия будет равноКч ч+Рч(4)Здесь все величины соответствуют изменению мощности в единицу времени,Абсолютный размах 6 Р колебанийперетока мощности, вызываемых егонерегулярными иэменейиями, равен удвоенному значению Р и определяетсяпо формуле дР=бб=6 СР (5)Ь Таким образом, с повышением уровня нерегулярных колебаний перетока мощности уменьшается пропорционально о 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 формулойоиК=5 К., (б) где К; - быстродействие изменения мощности -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 дР ТДДР ТЭС определяется выражениемО Р =дР -Рр, (7) где Р = ЕР - сумма ТДДР агрегар : рттов, привлекаемых к ограничению (регулированию) перетока мощности;дР = У д Р (- коэффициент влиянияизменения мощности агрегатов ТЭС напереток мощности),Сигнал на выходе блока 20, определяющего величину дополнительного ТДДРэлектростанции, будеи равенР дР Рр при (8)0 при К(К,ЧВеличина сигнала дРр определяетсяуровнем нерегупярных колебаний перетока мощности (величина дР ) и значением ТДДР электростанции.Итак, блок 20 на основе йнформации, поступающей от блоков 18 и 19(величины Рр и К) и информации, передаваемой от блока 22 (величины дР иК) по алгоритму (8) вырабатываетсигнал о величине дополнительногоТДДР. Блок 21 согласно выходному сигналу блока 20 осуществляет изменениережима работы всех регулирующих теп 5 , 2801371 611 сфгткяттиттнньгх 51 гре атсв ТЭЦ с сечсс там 1 гттэфтгригтттетт гов долетзога участия, Пт,и стом г 5 ьтхОДВОЙ сиГгтлл бт 1 ксэ 2гтоз" Д С й С Т В У Е Т Н Я Р Е Г У.1 т 51 т Е т 11 о Ц а В Л Е Н И Я т т Я а Я в отборе, когорый закрывает частичнопслтгостью клаггян 4, что погсышяет давление в отборе и увеличивает теп- ЛОВУЮ НаГРУЗКУ ЯГРЕт ага, С:.титттЕГптЕ РЯСХОДЯ ПаРа В ЧЯС 1 Ь НИЗКа.са ДаВЛЕ- ния и павы:ттение давления в отборе 10 уменьшает мащс 1 ость турбины, Для сохранения постоянства мощности регу 11 ятор, мощности турбины уттеличивает ВПУСК ПаРа В ЧЯСтЬ ГЗЬтСОгссга ДаВЛЕНИЯ. Н ус "еановигшетстся режиме мощность тур бины ос таете.я неизменной, а регулиро - вочный диапазон на быстрое увели гение мощности Возрастает.Прн 11 боте турбин с максималными/тсплсьыми нагрузками т,без расхода па 20 ра в тасть низкого давления) и с зактть 1 тым кл 3 панам 4 гДПР Геп;1011)иткационтОт О Етт . ЕГЯТП МажстЕ бытв Ва "ттпсттвст путем гтере. гтус;ет части сетевой воды В абНОД., ЕТЕВ ОГО ттОПОГрЕВЯТЕтсст 1 2 5 при псцдержаттии неи:5 менного суммар- НОГО 11 ст. хада сетевой Воды Для этага о" ущеттгтлятв т Вттздейстзие ца сткрыттге байстЯСНОГа КЛЯПана 4 УСТЯНОВПЕННОГО на линии 113 обвсда сетевого гтоггогре - З 0 вателя. При этом расход сетевой воды через подогреватель уменьшается, я давление в отборе возрастает. Повышение давления в отборе приводит к уменьшению перепада энтальпий части высокого и среднего давления турбинь и соответственногу снижению вырабатываемой электрической мощности. Регулятор па рассогласованию между задан- Най И фаКтИЧЕСКОй МСЩНаСтЬЮ ПОДаЕт тс 0 сигнал на открытие регулирующего клапана 3. За счет увеличения расхода пара электрическая мощность Восстг. - навливается да исходнагс уровня. При этом величина ТДДР может быть расширена дэ (15-20)Е номинальной мощности в зависимости от температуры наружпаго воздуха и исходногс режима работы турбоагрегят.50Таким образом, в зависимостк От предшествующего режима работы агрегата ТДДР может быть расширен путем переключения патока пара из ЧНД в теплофикационный отбор или путем пе репуска сетевой воды в обход подогревателя, В обоих случаях псвышаечся давление пара в отборе, а мощность турбины остается на прсжнем уровне за счет увеличения расхода паря че 1 тсз кляпян 3,При больших запасах трссчускгтой стгасобнасг и э лектропереда 5 чи павышенггя быстродействия и расширегпгя регулировочнога диапазога электростанции не требуется К, 6 К и Вьтхогтгтой сигнал блока 20 рав.н нулю, При увеличении загрузки э.ч=ктропередячи Возникает необхсдттмость повытттения быстродействия (К,с К) и регуляторы 7 51 11 от блока 22 залучают задание ня повышение быстродействия изменения мощности турбины и производительностии парогенератора. Согласгго а:15-аритму работы блттка 20 сигнал на его Выходе появляетс:я при соблюдении дв,ч условий: ЛР ) Р, К,К, Пои ма;том исхслном ".".тт,гс 1 Р электРостанции может гтроизайти одновременное выполнение ОбОих услаВий и сиГняпь 1 па пОВышению бысттродействия и увеличения Т,ЦР совггадут Ва Времени.1 три рабате ограничителя 24 .тере- тока мощносттт па кагалу 25 получает Игнал управляющего возртействия блок 2 б распределения внепланового задания мощности электростанпии, Этотсигнал рас.пределтгется между агрега тами электростанций согласно коэффициентам долевого участия. Регулятор 7 мощности получает задаттие на отработку неплановой машности за счет кспользования имеюшегося ТДЦР. Регулирование мощности производится загрузкои части низкого давления турбинь: (конденсяционный режим с отборам) или путем изменения рахода сетевой воды па .тгинии 13 Обвода. Б Обоих счутгяях изменение мОщнссти пра - исходит за счет изменения режима ра - баты турбиньтс рясход пара От пяг)0- генератора остается неизменнь"1,Блоками, допслнякцимк суцествуюшую систему регулирования электрическок и тепловой нагрузки ТЭЦ, являются блоки 1 бНеобходимая для их работы информация поступает ня входы бло - 169 79 - сНа Выходе блока 17 сигнал пропорционален быстродействию 1.-га агрегата.Блок 1 б Вырабатывает сигнал, пропорциональный ТДДР данного агрегата.Каждый агрегат имеет определенный регулировочный диапазон на отработку Внеплановой мощности, Па разности ДВУХ СИГНЯЛовс И КО ОРЫХ ПЕРВЫИ ПРО- парцианален указанному регулировочно 7 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 20 поступают сигналы,10 пропорциональные величинам ьР и КВ 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 этого3блока подаются сигналы Р и лР с 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 КК при любомчзначении разности сигналов (пР -Р ), Если будет соблюдаться условие К К,ч то сигнал. на выходе блока пропорционален величине лР 30Сигнал 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 паном 4 расширение ТДДР производится по каналу регулирования через регулятор мощности с воздействием на байпасный канал обвода сетевого подогревателя. 45Изменение быстродействия регули- рования активной мощности электростанции, производимое по каналам телемеханики от системы управления частотой и перетоками мощности, мо жет производиться с помощью дистанционного изменения постоянной времени интегрирования регулятора. Постоянная времени интегратора меняется пропорционально аналоговому сигналу. 55 Быстродействие изменяется одновремено на регуляторах турбины и парогенератора. При этом производится согласование быстродействия регулятора 34 8мощности 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 ограничения 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 использование межсистемных электропередач (увеличение уставки ограничения перетока) и расширить резерв мощности для обеспечения устойчивости работы энергообъединения.Формула изобретенияСпособ 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 быстродействий регуляторов и формирования сигналов настройки быстродействия регуляторов при изменении значения перетока мощности, о т л и ч а ю щ и й с я 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 изтавитель А.Калашниковред Л.ОлейникКоррек М.Сам ре едакто е Тираж 500 Подпнс ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., каз 7033/30 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,9 1 г 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 коэф 80134 10фициент влияния, при отрицательномзначении первой разности формируютуправляющий сигнал пропорцчональновторой разности и, оставляя мощностьагрегата неизменной, в конденсационном режиме с отбором пара управляющимсигналом переключают поток пара изчасти низкого давления в отбор, а врежиме без расхода пара в часть низ 10 кого давления увеличивают тепловуюнагрузку открытием клапана на линии обвода сетевого подогревателя.