一种联合循环暖机负荷动态匹配方法组成比例

本发明专利技术涉及发电技术领域，尤其涉及一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。可调节汽轮机暖机期间燃气轮机的暖机负荷，达到提高联合循环机组启动阶段经济性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种联合循环暖机负荷动态匹配方法
本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种联合循环暖机负荷动态匹配方法。
技术介绍
燃气-蒸汽联合循环是指将燃气轮机作为前置透平，用余热锅炉来回收燃气轮机的排气余热，产出若干档新蒸汽注入汽轮机，蒸汽在汽轮机中膨胀做功输出电能。燃气-蒸汽联合循环电站以其高效、环保、灵活的特性，成为目前世界上最重要的发电形式之一。在国内，联合循环机组大多被定位为调峰机组，昼开夜停、启停频繁，启停阶段的运行小时数在总运行时间中占比大。燃气轮机启动阶段，负荷低、效率低，其气耗水平远高于正常负荷情况。因而，提高机组启动过程的经济性，对于燃气轮机电厂的经济运行很重要。目前，单轴联合循环机组在汽轮机并网前，即在汽轮机暖机阶段，燃气轮机的暖机负荷匹配策略是：通过将燃气轮机压气机的可调进气导叶(InletGuideVane，简称IGV)关至零位，再限制燃气轮机的排烟温度(OutletTemperatureCalculated，简称OTC)在一相对固定值，从而将暖机期间的燃气轮机负荷限制在一相对固定值。待汽轮机冲转和升负荷完成后，燃气轮机再根据汽轮机的应力情况，放开上述排烟温度限制，继续升负荷，IGV也随之逐步开大。按上述方式暖机时，做法虽简单易行，但由于暖机期间燃气轮机效率较差，随着天然气等燃料价格的逐步上升，而电价尚未形成相应联动机制，导致机组经济性将变得更差。同时，不论机组启动状态为冷态启动、温态启动还是热态启动均采用上述方式暖机时，还带来一个问题：当机组冷态或温态启动时，由于汽轮机暖机所要求的主蒸汽温度处于较低值，因而在暖机阶段将耗费大量减温水，又将增加辅机的功耗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，能够对燃气轮机的暖机负荷进行动态调整、提高联合循环机组启动阶段的经济性，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。优选地，在步骤S2中，根据汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值对燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值进行修正，得到排烟温度修正设定值，燃气轮机控制回路调节燃气轮机的排烟温度值与排烟温度修正设定值相匹配。优选地，在步骤S2中，当燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值大于汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和时，排烟温度修正设定值取排烟温度设定值；当燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值小于汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和时，排烟温度修正设定值取汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值与烟汽换热端差值之和。优选地，步骤S1包括：在联合循环机组单循环运行时，通过试验调整燃气轮机的IGV开度值和排烟温度值，得到相应的燃气轮机发电出力和燃料消耗数据，获得数据样本；基于数据样本，结合燃料价格和上网电价数据建立燃气轮机动态特性模型。优选地，燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值和排烟温度设定值为使下式中F取得最大值时对应的IGV开度值和排烟温度值：F＝发电出力×上网电价-燃料消耗×燃料价格。与现有技术相比，本专利技术具有显著的进步：通过建立一个将燃气轮机的IGV开度设定值及排烟温度设定值与燃料价格及上网电价相关联的燃气轮机动态特性模型，由该燃气轮机动态特性模型计算出使联合循环机组在当前燃料价格和上网电价下具有最佳经济性的燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值，并由燃气轮机控制回路根据燃气轮机动态特性模型的计算结果调节燃气轮机的IGV开度值和排烟温度值，从而调节汽轮机暖机期间燃气轮机的暖机负荷，能够达到提高联合循环机组启动阶段经济性的目的。附图说明图1是本专利技术实施例的联合循环暖机负荷动态匹配方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1所示，本专利技术的联合循环暖机负荷动态匹配方法的一种实施例，本实施例的联合循环暖机负荷动态匹配方法用于在联合循环机组启动阶段、汽轮机暖机期间，对燃气轮机的暖机负荷进行动态调整。具体地，本实施例的联合循环暖机负荷动态匹配方法包括以下步骤：步骤S1、建立燃气轮机动态特性模型，该燃气轮机动态特性模型以燃料价格P1和上网电价P2为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值K和燃气轮机的排烟温度设定值T为输出量。优选地，在本实施例中，步骤S1中燃气轮机动态特性模型的建立包括：在联合循环机组单循环运行时，即在燃气轮机单独运行时，通过试验调整燃气轮机的IGV开度值和排烟温度值，得到相应的燃气轮机发电出力和燃料消耗数据，获得数据样本；基于该数据样本，结合燃料价格和上网电价数据建立燃气轮机动态特性模型。进一步，该燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值K和排烟温度设定值T为使下式中F取得最大值时对应的IGV开度值和排烟温度值：F＝发电出力×上网电价P2-燃料消耗×燃料价格P1。通过该燃气轮机动态特性模型，将燃气轮机的IGV开度设定值K及排烟温度设定值T与燃料价格P1及上网电价P2相关联，在燃料价格P1和上网电价P2发生变化时，由该燃气轮机动态特性模型可以计算出使联合循环机组在当前燃料价格P1和上网电价P2下具有最佳经济性的燃气轮机的IGV开度设定值K和排烟温度设定值T。步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度和排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值K及排烟温度设定值T相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。即在当前燃料价格P1和上网电价P2下，燃气轮机控制回路根据燃气轮机动态特性模型的计算结果调节燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与所述燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。

【技术特征摘要】
1.一种联合循环暖机负荷动态匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、建立以燃料价格和上网电价为输入量、以燃气轮机的燃料消耗和发电出力为中间变量、以燃气轮机的IGV开度设定值和排烟温度设定值为输出量的燃气轮机动态特性模型；步骤S2、在联合循环机组启动暖机阶段，通过燃气轮机控制回路对燃气轮机的IGV开度及排烟温度进行调节，使燃气轮机的IGV开度值及排烟温度值与所述燃气轮机动态特性模型输出的IGV开度设定值及排烟温度设定值相匹配，实现燃气轮机暖机负荷的调节。2.根据权利要求1所述的联合循环暖机负荷动态匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据汽轮机暖机阶段的主蒸汽温度需求值对所述燃气轮机动态特性模型输出的排烟温度设定值进行修正，得到排烟温度修正设定值，所述燃气轮机控制回路调节所述燃气轮机的排烟温度值与所述排烟温度修正设定值相匹配。3.根据权利要求2所述的联合循环暖机负荷动态匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述燃气轮机动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，林士兵，
申请(专利权)人：申能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31