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孤网方式下汽轮机系统建模仿真及稳定控制研究

作　者: 张佳伟
导　师: 唐胜利
学　校: 重庆大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 火力发电机组 孤网 仿真 控制策略
分类号: TM621.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


经济的快速发展带动电能需求量不断上升，电网的规模越来越大，为用户提供了充足、可靠、高质量的电能，区域电网也逐步并入主电网。电源点发电机组控制方式，也是以大电网为设计前提。由于负荷中心和电源支撑点分布等各种因素，使区域电网之间或区域电网与主网之间联络线路增长，在一些特定情况下，部分区域电网可能转入孤网运行状态，以大电网为基础条件设计的火电机组的控制策略和参数难以适应相应工作条件，因此，对孤网运行状态下汽机的控制策略和运行方式进行深入探讨有较高的价值。本文以某300MW机组为对象，在MMS平台上，建立了详细的汽机本体、抽汽、凝结水、给水、循环水系统等热力系统模型和DEH控制系统模型，对锅炉系统模型进行了简化，主要考虑汽水系统的吸热能力，以保证计算工况所需要的主蒸汽和再热蒸汽参数，而对风烟等系统，采用边界进行表述。在所建模型基础上，依据设计参数对模型进行了参数化，进行了模型稳态与动态计算结果与实测数据的比较，证明了模型的准确性，完成了改变转速不等率、一次调频限幅、OPC动作时间、阀门运行方式等一系列仿真试验，分析了机组孤网运行时控制参数和控制策略对于转速的影响，通过对仿真试验结果的分析，提出以下建议：单机带基本负荷机组转速不等率设置为4%左右；一次调频下限幅设置为35%；OPC动作定值设置需要根据外界负荷波动情况进行相应变化；阀门运行方式应该由顺阀运行切换为单阀运行。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 选题背景  7-8
  1.2 孤网介绍及研究现状  8-10
    1.2.1 孤网概念  8
    1.2.2 孤网特点  8
    1.2.3 孤网运行控制策略研究现状  8-10
  1.3 仿真工具简介  10-12
    1.3.1 模块化建模概念及特点  10
    1.3.2 仿真工具简介  10-12
  1.4 本文主要工作  12-13
2 主要设备数学模型  13-24
  2.1 过热器（再热器）模块  13-15
    2.1.1 概述  13-14
    2.1.2 数学模型假设  14
    2.1.3 模块数学方程  14-15
  2.2 透平模块  15-17
    2.2.1 概述和假设  15
    2.2.2 透平模块数学方程  15-17
  2.3 给水加热器模块  17-20
    2.3.1 概述  17
    2.3.2 数学模型假设  17-18
    2.3.3 模块数学方程  18-20
  2.4 凝汽器模型  20-21
    2.4.1 概述  20
    2.4.2 数学模型假设  20
    2.4.3 模块数学方程  20-21
  2.5 小机（驱动透平）模块  21-24
    2.5.1 概述  21-22
    2.5.2 数学模型假设  22
    2.5.3 模块数学方程  22-24
3 仿真对象及系统模型  24-31
  3.1 对象简述  24-25
    3.3.1 汽轮机  24-25
    3.3.2 发电机  25
  3.2 仿真对象模型  25-26
  3.3 控制系统  26-29
  3.4 孤网频率计算  29-31
4 模型验证  31-40
  4.1 稳态特性验证  31-33
  4.2 动态特性验证  33-40
    4.2.1 孤网工况介绍及分析  33-34
    4.2.2 工况初始参数对比  34-36
    4.2.3 工况动态特性对比  36-40
5 孤网控制策略及仿真试验  40-53
  5.1 引言  40
  5.2 一次调频功能  40-48
    5.2.1 转速不等率  41-43
    5.2.2 一次调频限幅  43-48
  5.3 OPC 保护  48-50
    5.3.1 仿真试验  48-49
    5.3.2 仿真结果分析及建议  49
    5.3.3 实际工况验证  49-50
  5.4 阀门控制方式  50-53
    5.4.1 仿真试验  50-51
    5.4.2 仿真结果分析  51
    5.4.3 实际运行经验  51-53
6 结论与展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
附录  58
  作者在攻读学位期间发表的论文目录  58

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站 > 发电设备
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