專利名稱：一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火力發(fā)電領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，越來越多的電子產(chǎn)品進(jìn)入每個家庭，越來越多的電能將要被需要，在實際的經(jīng)濟生產(chǎn)中，有些火力發(fā)電場既產(chǎn)生電能，又利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽對用戶進(jìn)行供熱。這種同時生產(chǎn)電能、熱能的生產(chǎn)方式被稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。熱電聯(lián)產(chǎn)機組通常采用單個機組獨立控制，機組間沒有交互信號。這導(dǎo)致了在鍋爐出力沒有達(dá)到最大時，熱電聯(lián)產(chǎn)機組通常采用熱電分離的調(diào)節(jié)方式，致使鍋爐不能最大化利用，機組的熱效率較低；而當(dāng)鍋爐出力達(dá)到最大后，熱電聯(lián)產(chǎn)機組通常采用以熱定電的調(diào)節(jié)方式，根據(jù)能量平衡公式鍋爐總熱量=熱負(fù)荷+電負(fù)荷，通常機組在滿足用戶的熱負(fù)荷需求后，再根據(jù)鍋爐總熱量確定電負(fù)荷的多少，這樣就犧牲了電負(fù)荷。綜上，沒有一種多個熱電產(chǎn)聯(lián)機組間的相互協(xié)調(diào)控制方法，能夠滿足在某個鍋爐出力最大化時，合理分配機組間熱負(fù)荷的同時提高電負(fù)荷的調(diào)節(jié)余量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法及裝置， 在某個機組鍋爐出力最大化的時候，能夠使機組間的熱負(fù)荷合理分配的同時提高電負(fù)荷的調(diào)節(jié)余量，進(jìn)而提高機組的熱效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案—種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法，其中，包括步驟供熱公共控制單元分別獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷，所述當(dāng)前熱負(fù)荷由供熱抽汽量表示；供熱公共控制單元根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量；供熱公共控制單元比較每個機組的所述當(dāng)前供熱抽汽量和所述理論供熱抽汽量， 若所述當(dāng)前供熱抽汽量大于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門關(guān)小，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)；若所述當(dāng)前供熱抽汽量小于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門開大，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，還包括步驟依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限；依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最小帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最小帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的下限；發(fā)送每個機組的所述電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限至電力調(diào)度中心。優(yōu)選的，還包括步驟通過分析不同電負(fù)荷變動幅度時其相對應(yīng)的閥門開度調(diào)整量大小，得出電負(fù)荷變動幅度與閥門開度調(diào)整量的關(guān)系函數(shù)；當(dāng)機組發(fā)生電負(fù)荷變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量；根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量，并調(diào)整閥門閥位至相應(yīng)位置， 實現(xiàn)系統(tǒng)的快速消除擾動功能。優(yōu)選的，還包括步驟通過分析不同供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量，得出供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量的關(guān)系函數(shù)；當(dāng)機組發(fā)生供熱抽汽量變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量；根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量，調(diào)整鍋爐燃料量至所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量。一種供熱公共控制模塊，其中，與多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組相連，包括獲取單元，用于獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷；計算單元，用于根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量；比較單元，用于比較所述當(dāng)前供熱抽汽量與所述理論供熱抽汽量的大??；調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述比較結(jié)果，調(diào)節(jié)閥門至相應(yīng)的所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時的閥位。優(yōu)選的，還包括電負(fù)荷指令限制模塊，所述電負(fù)荷指令限制模塊包括電負(fù)荷獲取單元，用于依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大、最小帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大、最小帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限；發(fā)送單元，用于發(fā)送每個機組的所述電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限至電力調(diào)度中心。優(yōu)選的，還包括電負(fù)荷前饋控制模塊，所述電負(fù)荷前饋控制模塊包括電負(fù)荷分析單元，用于分析不同電負(fù)荷變動幅度時其相對應(yīng)的閥門開度調(diào)整量大小，得出電負(fù)荷變動幅度與閥門開度調(diào)整量的關(guān)系函數(shù)；電負(fù)荷計算單元，用于在機組發(fā)生電負(fù)荷變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量；電負(fù)荷調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述閥門開度調(diào)整量，調(diào)整閥門閥位至相應(yīng)位置，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速消除擾動功能。優(yōu)選的，還包括熱負(fù)荷前饋控制模塊，所述熱負(fù)荷前饋控制模塊包括熱負(fù)荷分析單元，用于分析不同供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量，得出供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量的關(guān)系函數(shù)；熱負(fù)荷計算單元，用于在機組發(fā)生供熱抽汽量變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量；熱負(fù)荷調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量，調(diào)整鍋爐燃料量至所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法及裝置，通過增加在熱電聯(lián)產(chǎn)機組間的供熱公共控制模塊，有效的調(diào)節(jié)了機組間熱負(fù)荷的合理分配，并提高了電負(fù)荷的調(diào)節(jié)余量，提高了機組的能效；還增加了熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令限制模塊，使機組電負(fù)荷指令高低限制隨著供熱抽汽量的變化而實時變化，始終能夠真實反映機組帶電負(fù)荷的真實能力，保證機組不會超限工作，進(jìn)而保護了設(shè)備，并且實時把機組帶電負(fù)荷的真實能力發(fā)送給調(diào)度，避免機組自動發(fā)電控制 AGC性能考核方面不必要的損失；還增加了一種帶前饋的控制模塊，使供熱抽汽壓力調(diào)節(jié)閥能快速調(diào)整閥位，瞬間消除擾動，保證熱負(fù)荷的穩(wěn)定。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的電負(fù)荷指令限制保護的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的電負(fù)荷前饋控制的方法流程圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的熱負(fù)荷前饋控制的方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的兩個熱電聯(lián)產(chǎn)機組與供熱公共控制模塊的連接圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制裝置結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的又一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制裝置結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的又一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制裝置結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的又一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞的說明、簡寫或縮寫總結(jié)如下熱電聯(lián)產(chǎn)在實際的經(jīng)濟生產(chǎn)生活中，有一些火力發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽對用戶進(jìn)行供熱。這種同時生產(chǎn)電能、熱能的生產(chǎn)方式被稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。電負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電機組通過汽輪機帶動發(fā)電機產(chǎn)生的電能，即并網(wǎng)發(fā)電機組的有功功率，單位可以為麗。熱負(fù)荷在本文中指熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱用戶在單位之間內(nèi)所需的熱量，通常用機組的供熱抽汽量來表征，單位可以為t/h。DCS 分散控制系統(tǒng)Distributed Control System，廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠控制領(lǐng)域。DEH 數(shù)字電液控制系統(tǒng) Digital Electric Hydraulic Control System，通常應(yīng)用于發(fā)電廠汽輪機控制系統(tǒng)。AGC 自動發(fā)電控制Automatic Generation Control，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷指令，控制發(fā)電機組有功功率的自動控制系統(tǒng)。CCS 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)Coordinated Control System，對發(fā)電機組的鍋爐和汽輪機進(jìn)行整體負(fù)荷平衡控制，主要包括機組負(fù)荷指令控制、汽機主控、壓力設(shè)定、頻率校正、輔機故障減負(fù)荷等控制回路。以熱定電熱電聯(lián)產(chǎn)機組普遍采用的一種控制方式，規(guī)定了在鍋爐出力達(dá)到最大的時候，熱負(fù)荷的升高必須犧牲電負(fù)荷，即熱負(fù)荷決定了機組的最大電負(fù)荷。被控對象在自動控制領(lǐng)域中，一般指被控制的設(shè)備或者過程。本發(fā)明提供了一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法，包括步驟供熱公共控制單元分別獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷，所述當(dāng)前熱負(fù)荷由供熱抽汽量表示；供熱公共控制單元根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量；供熱公共控制單元比較每個機組的所述當(dāng)前供熱抽汽量和所述理論供熱抽汽量， 若所述當(dāng)前供熱抽汽量大于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門關(guān)小，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)；若所述當(dāng)前供熱抽汽量小于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門開大，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)。其具體實現(xiàn)方式如下所述圖1為本發(fā)明提供的一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法流程圖，該方法包括步驟SlOl 供熱公共控制單元分別獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷，所述當(dāng)前熱負(fù)荷由供熱抽汽量表示。S102:供熱公共控制單元根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量。以兩個熱電聯(lián)產(chǎn)機組連接供熱公共控制單元為例，如圖5所示，#1機組供熱抽汽量Ql代表了 #1機組的熱負(fù)荷，#1機組有功功率麗1代表了 #1機組的電負(fù)荷；同樣Q2代表了 #2機組的熱負(fù)荷，麗2代表了 #2機組的電負(fù)荷。兩個機組的熱負(fù)荷和電負(fù)荷都是隨時變化的。由以下公式計算每臺機組在當(dāng)前工況下的理論供熱抽汽量
權(quán)利要求
1.一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法，其特征在于，包括步驟供熱公共控制單元分別獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷，所述當(dāng)前熱負(fù)荷由供熱抽汽量表示；供熱公共控制單元根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量；供熱公共控制單元比較每個機組的所述當(dāng)前供熱抽汽量和所述理論供熱抽汽量，若所述當(dāng)前供熱抽汽量大于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門關(guān)小，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)；若所述當(dāng)前供熱抽汽量小于所述理論供熱抽汽量，調(diào)節(jié)所述供熱抽汽閥門開大，直到所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時停止閥門調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，還包括步驟依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限；依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最小帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最小帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的下限；發(fā)送每個機組的所述電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限至電力調(diào)度中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，還包括步驟通過分析不同電負(fù)荷變動幅度時其相對應(yīng)的閥門開度調(diào)整量大小，得出電負(fù)荷變動幅度與閥門開度調(diào)整量的關(guān)系函數(shù)；當(dāng)機組發(fā)生電負(fù)荷變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量； 根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量，并調(diào)整閥門閥位至相應(yīng)位置，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速消除擾動功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，還包括步驟通過分析不同供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量，得出供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量的關(guān)系函數(shù)；當(dāng)機組發(fā)生供熱抽汽量變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量； 根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量，調(diào)整鍋爐燃料量至所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量。
5.一種供熱公共控制模塊，其特征在于，與多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組相連，包括 獲取單元，用于獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷；計算單元，用于根據(jù)所述每個機組當(dāng)前的電負(fù)荷乘以所有機組的總熱負(fù)荷除以所有機組總電負(fù)荷，得出每個機組的理論供熱抽汽量；比較單元，用于比較所述當(dāng)前供熱抽汽量與所述理論供熱抽汽量的大??； 調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述比較結(jié)果，調(diào)節(jié)閥門至相應(yīng)的所述當(dāng)前供熱抽汽量等于所述理論供熱抽汽量時的閥位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供熱公共控制模塊，其特征在于，還包括電負(fù)荷指令限制模塊，所述電負(fù)荷指令限制模塊包括電負(fù)荷獲取單元，用于依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)機組制造廠提供的“供熱抽汽工況運行限制及關(guān)系圖”，得到每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大、最小帶電負(fù)荷，取所述每個熱電聯(lián)產(chǎn)機組的最大、最小帶電負(fù)荷作為對應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限；發(fā)送單元，用于發(fā)送每個機組的所述電負(fù)荷指令設(shè)置值的上限和下限至電力調(diào)度中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供熱公共控制模塊，其特征在于，還包括電負(fù)荷前饋控制模塊，所述電負(fù)荷前饋控制模塊包括電負(fù)荷分析單元，用于分析不同電負(fù)荷變動幅度時其相對應(yīng)的閥門開度調(diào)整量大小， 得出電負(fù)荷變動幅度與閥門開度調(diào)整量的關(guān)系函數(shù)；電負(fù)荷計算單元，用于在機組發(fā)生電負(fù)荷變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的閥門開度調(diào)整量；電負(fù)荷調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述閥門開度調(diào)整量，調(diào)整閥門閥位至相應(yīng)位置，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速消除擾動功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供熱公共控制模塊，其特征在于，還包括熱負(fù)荷前饋控制模塊，所述熱負(fù)荷前饋控制模塊包括熱負(fù)荷分析單元，用于分析不同供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量，得出供熱抽汽量變化值對應(yīng)的鍋爐燃料量的關(guān)系函數(shù)；熱負(fù)荷計算單元，用于在機組發(fā)生供熱抽汽量變化時，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量；熱負(fù)荷調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量，調(diào)整鍋爐燃料量至所述關(guān)系函數(shù)計算出相應(yīng)的鍋爐燃料量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多個熱電聯(lián)產(chǎn)機組間相互協(xié)調(diào)的控制方法，由供熱公共控制單元分別獲取每個機組的當(dāng)前電負(fù)荷和當(dāng)前熱負(fù)荷，并計算得出每個機組的理論供熱抽汽量，比較每個機組當(dāng)前的供熱抽汽量和理論供熱抽汽量的大小，調(diào)節(jié)閥門至相應(yīng)位置，有效的調(diào)節(jié)了機組間熱負(fù)荷的合理分配，并提高了電負(fù)荷的調(diào)節(jié)余量，提高了機組的能效。
文檔編號G05B19/418GK102445932SQ20111029764
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者張華磊, 羅志浩 申請人:浙江省電力試驗研究院