大型火电机组凝结水节流优化控制系统

摘要

为了更好的防止新能源电力并网时对电网的冲击，保证电网安全稳定运行，需要增强机组负荷快速响应能力，而在我国能源结构中火力发电仍占据主导地位，因此提高火电机组快速变负荷能力有利于大规模接纳新能源电力。传统的火电机组虽然具有一定的变负荷能力，但其负荷响应能力不能满足电网的要求。随着凝结水节流技术的提出，能够保证火电机组快速变负荷，因此本文将从以下几个方面对凝结水节流系统展开研究:
　　1.在分析汽轮机回热加热系统特性的基础上，介绍了凝结水节流快速变负荷原理:通过快速改变机组凝结水流量，来利用回热加热系统中的蓄能，实现机组负荷的快速调节。通过对汽轮机回热加热系统热平衡状态方程的推导，分析了机组在不同工况下凝结水节流对机组功率的调节范围，为分析凝结水节流系统动态特性奠定基础。
　　2.利用凝结水节流实验对各设备的动态特性进行分析，并对凝结水节流系统进行了合理的简化，提炼出其在变负荷调节过程中的主要动态特性，采用机理建模和数据分析相结合的复合建模方法，构建凝结水节流系统非线性控制模型。分别对1000MW和660MW机组凝结水节流系统非线性模型进行了仿真验证，说明模型具有准确性和通用性。
　　3.基于本文所建立的凝结水节流非线性控制模型，在对模型特性分析的基础上，为了克服凝结水节流模型的非线性特性，实现凝结水节流系统全局控制，对凝结水节流系统采用模糊增益调度控制策略，保证了凝结水节流非线性模型在机组变工况时安全稳定运行。
　　4.为了安全有效的利用凝结水节流系统提出了凝结水节流优化控制系统，并设计基于凝结水节流非线性模型的负荷控制方法来协调凝结水节流控制系统与原机炉协调控制系统间的相互作用，并将凝结水节流优化控制系统应用于机组变负荷初期，通过仿真验证证明该控制方法能够大幅度提高机组AGC性能考核指标。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 凝结水节流特性分析

2．1 热经济状态方程的建立

2．2 凝结水流量和机组功率特性关系

2．3 本章小结

第3章 凝结水节流非线性模型的建立

3．1 简化分析

3．2 最简控制模型建立

3．2．1 除氧器水位模型

3．2．2 加热器动态模型

3．2．3 汽轮机侧模型

3．2．4 未知变量的确定

3．2．5 模型参数确定

3．3 模型验证

3．3．1 1000MW机组凝结水节流系统模型验证

3．3．2 宝鸡电厂660MW凝结水节流模型验证

3．4 本章小结

第4章 凝结水节流模型增益调度控制

4．1 凝结水节流模型线性化

4．1．1 小偏差线性化方法

4．1．2 工况点线性化模型

4．2 凝结水节流系统模糊增益调度

4．3 本章小结

第5章 凝结水节流优化控制系统的应用

5．1 机炉负荷协调控制系统

5．2 基于凝结水节流优化控制的协调控制系统

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本课题主要研究成果

6．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢