The invention discloses a solar energy-assisted coal-fired power generation system participating in primary frequency modulation and its control method. Through the coupling of medium-low temperature collector and coal-fired unit, the system configuration of two regulating schemes, i.e., high-feed water bypass and low-grade condensate water bypass, is proposed to participate in primary frequency modulation; the primary frequency modulation control logic is formulated to participate in primary frequency modulation control efficiently and accurately, and maintain the power grid. Frequency is fast and stable; the control logic of working substance outlet temperature of thermal system is formulated to ensure that the temperature of each section is stable in the primary frequency modulation process by adjusting the flow rate of heat exchanger working substance of collector; the method of the invention enhances the accuracy and effectiveness of the primary frequency modulation process by using the parameters and operation matching of steam turbine system and solar collector; and through different temperature ranges of collector, the primary frequency modulation process is improved. Reasonable utilization reduces the irreversibility and further improves the economy of various thermal system adjustment schemes, and ultimately greatly improves the operation flexibility of the transient process of complementary generating units.
【技术实现步骤摘要】
参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统及其控制方法
本专利技术属于火电厂热工控制
,具体涉及参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统及其控制方法。
技术介绍
随着能源短缺、环境污染和气候变迁等问题日益突显,各国可再生能源利用比例逐年攀升,然而可再生能源大都具有间歇性和波动性,易受到环境条件的影响,对电力系统的安全稳定性造成巨大冲击,故需要提升电网灵活性。对于短期的电网调节,主要是指一次调频,即对小范围内频繁变动的负荷进行调整以及在电网出现事故的情况下,快速调整发电机组的出力,抑制电网频率的进一步恶化。燃煤机组其容量大、功率可控、不受地域的限制等优点,已广泛地参与到电网运行灵活性调节中,现有调节方法中高加抽汽调节、低加抽汽调节可以充分利用汽轮机侧的储热对频率进行快速调节,但导致加热器出口温度严重不足,造成除氧器和锅炉效率大幅度降低,经济性较差。受到集热温度的制约,单纯槽式太阳能热发电效率很低,并且存在能量输入不稳定、占地面积大、发电成本高等缺点,而利用太阳能集热技术与化石燃料进行互补发电是解决单一太阳能热发电效率低、成本高的有效方法。在我国太阳能热发电技术发展的近中期阶段,互补发电是一种促进节能减排,发展规模化太阳能热利用技术的有效途型。在太阳能互补发电系统中,不同集热器具有不同工作温度区间,可以用来加热不同位置的水工质或者蒸汽。因此,充分利用燃煤机组和太阳能集热技术的各自优势,可以为燃煤机组一次调频控制提供策略和数据上的指导,进而从根本上提高太阳能互补燃煤机组的瞬态过程灵活性。
技术实现思路
本专利技术正是解决单纯燃煤机组瞬态过程利用热力系统调节方法参与一次调 ...
【技术保护点】
1.参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统,包括锅炉(1),与锅炉(1)出口连接的汽轮机(2),与汽轮机(2)的高压缸抽汽口、中压缸抽汽口、低压缸抽汽口和低压缸排汽口分别连接的高压加热器(3)、除氧器(4)、低压加热器(5)和凝汽器(6),其特征在于:该系统还包括高加给水旁路调节系统和低加凝结水旁路调节系统,能实现两种一次调频方案,分别是高加给水旁路调节方案和低加凝结水旁路调节方案:1)高加给水旁路调节系统实现的高加给水旁路调节方案中,所述除氧器(4)出口的给水经过给水泵(8)升压后分为两路,其中一路给水经过高压加热器(3)和给水阀(7)后进入锅炉(1),另一路给水经过给水旁路阀(11)后,进入高加旁路换热器(12)后汇集进入锅炉(1);同时,高加旁路换热器(12)的换热工质经过高加旁路泵(13)升压后,进入第一集热器(14)吸收得到的太阳能,之后进入高加旁路换热器(12)向给水传递热量;在参与一次调频中,通过给水旁路阀(11)调节,实现汽轮机(2)功率快速变化,保证一次调频的要求;2)低加凝结水旁路调节系统实现的低加凝结水旁路调节方案中,所述凝汽器(6)出口的凝结水进入凝结水泵(10) ...
【技术特征摘要】
1.参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统,包括锅炉(1),与锅炉(1)出口连接的汽轮机(2),与汽轮机(2)的高压缸抽汽口、中压缸抽汽口、低压缸抽汽口和低压缸排汽口分别连接的高压加热器(3)、除氧器(4)、低压加热器(5)和凝汽器(6),其特征在于:该系统还包括高加给水旁路调节系统和低加凝结水旁路调节系统,能实现两种一次调频方案,分别是高加给水旁路调节方案和低加凝结水旁路调节方案:1)高加给水旁路调节系统实现的高加给水旁路调节方案中,所述除氧器(4)出口的给水经过给水泵(8)升压后分为两路,其中一路给水经过高压加热器(3)和给水阀(7)后进入锅炉(1),另一路给水经过给水旁路阀(11)后,进入高加旁路换热器(12)后汇集进入锅炉(1);同时,高加旁路换热器(12)的换热工质经过高加旁路泵(13)升压后,进入第一集热器(14)吸收得到的太阳能,之后进入高加旁路换热器(12)向给水传递热量;在参与一次调频中,通过给水旁路阀(11)调节,实现汽轮机(2)功率快速变化,保证一次调频的要求;2)低加凝结水旁路调节系统实现的低加凝结水旁路调节方案中,所述凝汽器(6)出口的凝结水进入凝结水泵(10)升压后,分两路,一路凝结水经过低压加热器(5)和除氧器进水阀(9)进入除氧器(4),另一路凝结水经过凝结水旁路阀(15)后,进入低加旁路换热器(16)后汇集到除氧器(4);同时,低加旁路换热器(16)换热工质经过低加旁路泵(17)升压后,进入第二集热器(18)吸收得到的太阳能,之后进入低加旁路换热器(16)向凝结水传递热量;参与一次调频中,通过凝结水旁路阀(15)调节,实现汽轮机(2)功率快速变化,保证一次调频的要求。2.根据权利要求1所述的参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统,其特征在于:给水旁路阀(11)和凝结水旁路阀(15)均采用汽动调节阀;高加给水旁路调节系统中,第一集热器(14)采用中温槽式集热器,导热工质选取导热油;低加凝结水旁路调节系统中,第二集热器(18)选取中低温平板集热器,导热工质选导热油或者水。3.一种如权利要求1所述的参与一次调频的太阳能辅助燃煤发电系统的控制方法,其特征在于:根据太阳能辅助燃煤发电系统运行特点,制定一次调频控制和加热器出口温度控制逻辑;具体如下:1)制定一次调频控制逻辑根据电网运行状态,获得需要进行一次调频时的最大频率调节量Δfmax,之后通过机组设定的调速不等率δ转化成所需最大功率调节量ΔPmax,即:ΔPmax=f1(Δfmax)=Δfmax/δ根据太阳能辅助燃煤发电系统实际运行状态,确定采用低加凝结水旁路调节方案的最大功率调节量ΔPLPH,max,并与当前所需最大功率调节量ΔPmax对比,如果ΔPmax>ΔPLPH,max,则采用高加给水旁路调节方案参与一次调频;如果ΔPmax≤ΔPLPH,max,则采用低加凝结水旁路调节方案参与一次调频;确定好参与一次调频的调节方案后,根据电网运行状态,获得实时频率值fpv,与电网所需稳定频率值fsp进行对比,获得频率偏差Δf,频率偏差...
【专利技术属性】
技术研发人员:严俊杰,赵永亮,刘明,种道彤,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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