本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高循環(huán)流化床機(jī)組AGC響應(yīng)能力的方法。

背景技術(shù)：

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項(xiàng)高效低污染清潔燃燒枝術(shù)，它具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石爐內(nèi)脫硫、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)。國際上這項(xiàng)技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用。

循環(huán)流化床鍋爐仍是一種工藝上不斷改進(jìn)的新型鍋爐，它的燃燒過程具有高度的非線性、不確定性、時變和大滯后及多變量耦合嚴(yán)重等復(fù)雜特性。其快速變負(fù)荷能力非常弱，目前使用循環(huán)流化床鍋爐的機(jī)組可調(diào)度性差，國家電網(wǎng)出臺了對火電機(jī)組調(diào)度的“兩個細(xì)則”，作為重要的考核。對火力發(fā)電機(jī)組的考核主要集中在AGC的響應(yīng)速度上，“真金白銀”的考核從一定程度上提高了機(jī)組調(diào)節(jié)性能，同時也對火力發(fā)電機(jī)組各設(shè)備本身提出了更高的要求，循環(huán)流化床機(jī)組較煤粉爐機(jī)組燃燒遲延大，非線性嚴(yán)重，而過分的依靠機(jī)組本身去提高AGC響應(yīng)速度可能會影響設(shè)備壽命和機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種提高循環(huán)流化床機(jī)組AGC響應(yīng)能力的方法，其用于提高循環(huán)流化床機(jī)組AGC響應(yīng)速度，深度調(diào)峰能力；同時提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性并減少相關(guān)設(shè)備的維修成本。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明包括如下步驟：

(1)在循環(huán)流化床機(jī)組廠用工作母線上接入儲能設(shè)備；

(2)儲能設(shè)備的容量計算使用如下公式：

式中K——廠用工作變壓器利用系數(shù)；K根據(jù)實(shí)際情況取0.8-1.2；

K₁——儲能設(shè)備調(diào)整系數(shù)；K₁根據(jù)實(shí)際情況取0.5-1.0；

S——廠用工作變壓器容量(KVA)；S取廠用工作變壓器實(shí)際容量；

——廠用電功率因數(shù)；

T——儲能設(shè)備放電時間(h)；

(3)當(dāng)機(jī)組收到AGC升負(fù)荷指令時，機(jī)組的集散控制系統(tǒng)(簡稱DCS系統(tǒng))將當(dāng)前AGC調(diào)度指令與上一時刻AGC調(diào)度指令的正偏差輸入儲能設(shè)備的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以預(yù)定程序向機(jī)組廠用工作母線供電；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升至AGC調(diào)度負(fù)荷后，機(jī)組將過調(diào)電量充入儲能設(shè)備；同時機(jī)組的DCS系統(tǒng)以平滑的設(shè)定速率提高燃料主控和汽機(jī)主控的控制指令；

(4)當(dāng)機(jī)組收到AGC降負(fù)荷指令時，機(jī)組的DCS系統(tǒng)將當(dāng)前AGC調(diào)度指令與上一時刻AGC調(diào)度指令的負(fù)偏差輸入儲能設(shè)備的控制系統(tǒng)，廠用工作母線在控制系統(tǒng)的作用下以預(yù)定程序向儲能設(shè)備機(jī)組供電；同時機(jī)組的DCS系統(tǒng)以平滑的設(shè)定速率降低燃料主控和汽機(jī)主控的控制指令。

進(jìn)一步的，所述接入儲能設(shè)備的機(jī)組廠用工作母線的主要電氣連接包括高壓母線、開關(guān)、主變壓器、發(fā)電機(jī)、廠用工作變壓器、儲能饋電變壓器；所述主變壓器一端通過導(dǎo)線連接高壓母線，另一端連接發(fā)電機(jī)；所述廠用工作變壓器有三個端子，一個端子連接發(fā)電機(jī)與主變壓器之間的導(dǎo)線，另外兩個端子分別連接廠用工作母線；所述儲能饋電變壓器一端連接廠用工作母線，另一端連接儲能裝置；所述主變壓器與壓母線之間、廠用工作變壓器與廠用工作母線之間以及儲能饋電變壓器與儲能裝置之間分別設(shè)置開關(guān)。

進(jìn)一步的，所述儲能設(shè)備為超級電容儲能設(shè)備、飛輪儲能設(shè)備或壓縮空氣儲能設(shè)備中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述儲能設(shè)備設(shè)置有雙向逆變器。

本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：

接入本發(fā)明步驟(2)所述的儲能設(shè)備后，機(jī)組的DCS系統(tǒng)在響應(yīng)當(dāng)前AGC調(diào)度指令時，將該指令分解為兩個部分，第一部分為上一時刻的AGC調(diào)度指令，第二部分為當(dāng)前AGC調(diào)度指令與上一時刻AGC調(diào)度指令的偏差。第一部分由機(jī)組的發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行響應(yīng)，同時機(jī)組DCS系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前AGC指令以比較經(jīng)濟(jì)的速率調(diào)整燃料主控和汽機(jī)主控；第二部分由所述儲能設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)，當(dāng)?shù)诙糠重?fù)荷為正時，按本發(fā)明第三條進(jìn)行響應(yīng)，當(dāng)?shù)诙糠重?fù)荷為負(fù)時，按本發(fā)明步驟(4)進(jìn)行響應(yīng)，由于儲能設(shè)備的響應(yīng)時間為毫秒級，遠(yuǎn)快于循環(huán)流化床機(jī)組的十?dāng)?shù)分鐘級響應(yīng)時間；

同時由于循環(huán)流化床機(jī)組的惰性時間較長，如果機(jī)組直接響應(yīng)當(dāng)前AGC調(diào)度指令，當(dāng)AGC調(diào)度指令變化時，機(jī)組DCS系統(tǒng)為快速響應(yīng)該變化，會以較大比例的超調(diào)改變煤、水、風(fēng)等機(jī)組負(fù)荷，調(diào)整時必須相應(yīng)調(diào)整指令，從而引起主汽溫和主汽壓的大幅變化，導(dǎo)致汽機(jī)輸出不穩(wěn)定、燃燒不穩(wěn)定；閥門的頻繁動作會直接提高機(jī)組相關(guān)設(shè)備的維修成本，較大的超調(diào)，同時不利于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；接入本發(fā)明步驟(2)計算的儲能設(shè)備容量的儲能設(shè)備后就可以較快的速度響應(yīng)AGC指令，參與深度調(diào)峰，擴(kuò)大電網(wǎng)對風(fēng)能等新能源的接納能力；

加入儲能設(shè)備后，循環(huán)流化床機(jī)組可以以較快的速度響應(yīng)AGC指令，參與深度調(diào)峰，擴(kuò)大電網(wǎng)對風(fēng)能等新能源的接納能力；同時避免因調(diào)度負(fù)荷變化過快引起鍋爐燃料量變化較大，導(dǎo)致的燃燒不穩(wěn)定從而影響床溫等關(guān)鍵參數(shù)；提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性并減少相關(guān)設(shè)備的維修成本。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)施例采用300MW循環(huán)流化床機(jī)組：廠用工作母線采用10KV廠用母線段。

本發(fā)明包括如下步驟：

(1)在循環(huán)流化床機(jī)組廠用工作母線上接入儲能設(shè)備，所述儲能設(shè)備為超級電容儲能設(shè)備，所述儲能設(shè)備設(shè)置有雙向逆變器；

(2)儲能設(shè)備的的容量計算使用如下公式：

式中K——廠用工作變壓器利用系數(shù)；

K₁——儲能設(shè)備調(diào)整系數(shù)；

S——廠用工作變壓器容量(KVA)；

——廠用電功率因數(shù)；

T——儲能設(shè)備放電時間(h)；

本實(shí)施例K取0.9，K₁取0.8，S取30MVA，取0.9，T取0.25小時，經(jīng)計算得儲能設(shè)備容量約為5MWH。

(3)當(dāng)機(jī)組收到AGC升負(fù)荷指令時，機(jī)組的DCS系統(tǒng)將當(dāng)前AGC調(diào)度指令與上一時刻AGC調(diào)度指令的正偏差輸入儲能設(shè)備的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以預(yù)定程序向機(jī)組廠用工作母線供電；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升至AGC調(diào)度負(fù)荷后，機(jī)組將過調(diào)電量充入儲能設(shè)備；同時機(jī)組的DCS系統(tǒng)以平滑的設(shè)定速率提高燃料主控和汽機(jī)主控的控制指令；所述接入儲能設(shè)備的機(jī)組廠用工作母線的主要電氣連接包括壓母線、開關(guān)、主變壓器、發(fā)電機(jī)、廠用工作變壓器、儲能饋電變壓器；所述主變壓器一端通過導(dǎo)線連接高壓母線，另一端連接發(fā)電機(jī)；所述廠用工作變壓器有三個端子，一個端子連接發(fā)電機(jī)與主變壓器之間的導(dǎo)線，另外兩個端子分別連接廠用工作母線；所述儲能饋電變壓器一端連接廠用工作母線，另一端連接儲能裝置；所述主變壓器與壓母線之間、廠用工作變壓器與廠用工作母線之間以及儲能饋電變壓器與儲能裝置之間分別設(shè)置開關(guān)。

(4)當(dāng)機(jī)組收到AGC降負(fù)荷指令時，機(jī)組的DCS系統(tǒng)將當(dāng)前AGC調(diào)度指令與上一時刻AGC調(diào)度指令的負(fù)偏差輸入儲能設(shè)備的控制系統(tǒng)，廠用工作母線在控制系統(tǒng)的作用下以預(yù)定程序向儲能設(shè)備機(jī)組供電。同時機(jī)組的DCS系統(tǒng)以平滑的設(shè)定速率降低燃料主控和汽機(jī)主控的控制指令。

本發(fā)明所述的DCS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方法以及接入儲能設(shè)備的機(jī)組廠用工作母線的主要電氣連接結(jié)構(gòu)的運(yùn)行方式為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)普遍得知的公知常識，在此不再贅述。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。