PDF《适应电网快速调频的热电联产机组新型变负荷控制策略》

6 -hw 7) (

6 ) 7号低压加热器有: Df w( hw

7 -hw 8) =∑

4 i=1 Di( hw

7 -hw 8) + ∑

6 i=5 Di( hd

6 -hd 7) +D7( h7 -hd 7) +Dh( hw

7 -hw 8) (

7 ) 式中: Df w为给水质量流量;

Di 为第i 级抽汽质量流 量;

hw i为第i 级加热器出口水焓;

h i 为第i 级抽汽 焓;

hd i为第i级加热器疏水焓;

Dh 为供热抽汽质量 流量;

hh 为供热抽汽对应的疏水焓. 整理式(

1 ) 至式(

7 ) 可得: Df w τ=A D +Dh τh (

8 ) 式中: τ 为给水焓升矩阵;

A 为特征矩阵[

1 6] ;

D 为抽 汽流量矩阵;

τh 为供热抽汽进入系统时的辅助给水 焓升矩阵.矩阵τ, D, τh 的表达式如下: τ=[ τ1 τ2 τ2 τ4 τ5 τ6 τ7] T (

9 ) D =[ D1 D2 D2 D4 D5 D6 D7] T (

1 0 ) τh =[

0 0

0 hh -hw

5 τ5 τ6 τ7] T (

1 1 ) 求解式(

8 ) , 可得任意供热抽汽流量下机组的各 级抽汽流量, 由做功方程可得其发电功率: N =Df w( h0 +σ-hc) -DT H - ( Dt +Dh) ( h4 -hc) (

1 2 ) 式中: h0 为主蒸汽焓值;

σ 为再热焓升;

hc 为排汽焓 值;

Dt 为给水泵汽轮机抽汽流量;

H 为列向量, 其 中再热前抽汽级对应的行元素为h i + σ-hc, 再热 后抽汽级对应的行元素为h i- hc. 为验 证所建静态模型的准确性, 本文以某330MW 单抽供热机组为例, 基于其热平衡图所给 数据进行核算, 结果如附录 A 表A1所示.可知: 本 文所提 方法在供热工况下的计算相对误差约为0. 5%, 具有较高的计算精度, 可以用于机组全供热 工况的静态计算. 1.

2 动态特性 供热抽汽流量减少时, 这部分蒸汽将直接进入 汽轮机低压缸做功, 因此, 由供热抽汽改变导致的机 组功率增加会十分迅速.文献[

1 9 ] 建立了某供热机 组的3入3出非线性控制模型, 对该模型进行仿真 测试获得了其供热抽汽流量扰动对机组发电功率输

4 6

2 0

1 8,

4 2 (

2 1 ) ・学术研究・ h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 出的响应特性曲线, 如图1所示. 图1 供热抽汽流量扰动特性实验与辨识结果对比 F i g .

1 C o m p a r i s o no f e x p e r i m e n t a l r e s u l t s a n d i d e n t i f i c a t i o nr e s u l t so nd i s t u r b a n c e c h a r a c t e r i s t i c so fh e a t i n ge x t r a c t i o nf l o w 该曲线描述了系统在供热抽汽扰动时的动态特 性, 对该曲线进行了辨识与拟合, 发现其与一阶惯性 环节的阶跃响应曲线高度相似, 即供热抽汽流量扰 动下系统的动态特性增量模型可用如下 传递函数 描述: G( s) = Δ N Δ Dh = K T s+1 (

1 3 ) 式中: Δ N 为机组发电功率增量;

Δ Dh 为供热抽汽 流量的阶跃变化量;

K 为开环放大倍数;

T 为惯性 时间常数.其中, 开环放大倍数 K 反映了输入与输 出之间的静态对应关系, 一阶惯性环节则描述了系 统动态特性的响应型式, 即单调无超 调, 时间常数 T 决定了响应的快速性. 图1同时给出了利用上述模型得到的阶跃响应 仿真曲线, 通过与原实验曲线的比较可以看出, 该模 型精度高, 可用于供热抽汽调节的动态特性描述及 控制.此机组中 K=-0.

1 6 2, T=1 1s . 针对不同机组, 该模型需确定开环放大倍数 K 和时间常数T.统计表明, 不同等级的热电联产机 组, 供热抽汽流量扰动时对机组发电功率输出影响 的惯性时间常数变化不大, 一般在

1 0~2 0s范围........