一种基于调频旁路的电网调频系统及方法与流程

本发明涉及电网调频技术领域，尤其涉及一种基于调频旁路的电网调频系统及方法。

背景技术：

频率是电力系统最重要的运行参数之一,频率变化对系统的安全稳定运行具有重要的影响。系统互联增强了其承受有功冲击的能力,但也同时增大了系统可能遭遇的有功不平衡,维持电网及其频率稳定的问题更加突出。扰动作用下,把电网频率控制在要求的范围内是电力系统安全稳定运行的主要目标之一,一般通过一次调频和二次调频来实现。一次调频主要是在动态的过程中起频率调节的作用,而二次调频主要是通过调频机组或机组的负荷调整,将偏离正常值的频率调整到要求的稳定值。

目前火力发电机组的自动发电控制(AGC)、调频性能是统调机组涉网性能中的2个重要指标，电网调度对机组的AGC、调频性能有严格的要求，这2个指标也是电网“二个细则”考核的重要内容，尤其是AGC品质直接体现机组的性能。目前机组主要通过锅炉、汽轮机的协调控制，依靠增、减燃料量，开大或关小汽轮机调门来响应电网的需求，由于锅炉存在迟延，机组负荷响应始终存在局限性；汽轮机为确保有调节裕量，调门也无法保持全开状态，限制了调节的深度。

另外，目前大多数发机组采用DEH(数字式电液)控制系统,为了负荷的稳定和考核的需要,避免机组随频率变动而频繁进行调节,影响负荷的稳定,将汽轮机转速调节系统的一次调频死区设置的比较大,一次调频作用几乎被切除,使得电网的频率主要靠二次调频来维持。研究表明,在突发性事故和大的负荷(功率)扰动时,很多机组尽管具有调节负荷的能力,但对频率偏差的调频响应几乎为零,此时就会出现频率大幅度波动甚至发生系统崩溃的恶性事故。

目前存在的多种调频手段，例如利用大型蓄电池进行调频响应和辅助服务，存在着调频响应慢、投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易故障导致着火等问题。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种基于调频旁路的电网调频系统，采用调频旁路使得机组在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网对机组的一次调频或二次调频的负荷要求，避免了汽轮机调节汽门的频繁调频动作，解决了现有技术的调频手段存在着调频响应慢、投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易发生故障导致着火等问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种基于调频旁路的电网调频系统，包括：调频旁路，其输入端与机组的高压旁路的输入端连通，和/或其输入端与所述机组的低压旁路的输入端连通；调频旁路控制装置，用于根据当前电网对所述机组的调频需求电负荷Q1调节所述机组的实际发电负荷Q2，通过控制所述调频旁路中的蒸汽流量，从而改变进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组在不改变所述汽轮机的调门开度的情况下，快速响应所述电网对所述机组的一次调频或二次调频的负荷要求。

进一步，所述调频旁路包括：第一调频旁路，其上设置有第一调频旁路调节阀，所述第一调频旁路调节阀的输入端与所述机组的高压旁路上的高压旁路调节阀的输入端连通，所述第一调频旁路调节阀的输出端连通到所述机组的再热器的再热热段或者经过喷水减温减压器连通到高压热网加热器；和/或

第四调频旁路，其上设置有第四调频旁路调节阀，所述第四调频旁路调节阀的输入端与所述机组的低压旁路上的低压旁路调节阀的输入端连通，所述第四调频旁路调节阀的输出端连通到所述机组的凝汽器或除氧器,或者所述第四调频旁路调节阀的输出端连通到低压热网加热器。

进一步，所述调频旁路还包括：第二调频旁路，其上设置有喷水减温减压器，所述喷水减温减压器的输入端与所述第一调频旁路调节阀的输出端连通，所述喷水减温减压器的输出端连通到所述机组的蒸汽锅炉的再热器的再热冷段或者连通到所述高压热网加热器。

进一步，所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的初始位置设置在中间开度；所述调频旁路控制装置控制所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀增大开度，以减少进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组快速减负荷响应所述电网的调频需求；或者所述调频旁路控制装置控制所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀减小开度，以增加进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组快速升负荷响应所述电网的调频需求。

进一步，所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀采用气动或液动执行机构，所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的快速开度变化调节的精度、速度以及响应时间满足机组调频的需求。

进一步，所述调频旁路包括：第三调频旁路，其上设置有第三调频旁路调节阀和喷水减温减压器，所述第三调频旁路调节阀的输入端与所述机组的高压旁路上的高压旁路调节阀的输入端连通，所述第三调频旁路调节阀的输出端连通到所述喷水减温减压器的输入端，所述喷水减温减压器的输出端连通到所述机组的蒸汽锅炉的再热器的再热冷段或者连通到高压热网加热器；和/或

第四调频旁路，其上设置有第四调频旁路调节阀，所述第四调频旁路调节阀的输入端与所述机组的低压旁路上的低压旁路调节阀的输入端连通，所述第四调频旁路调节阀的输出端连通到所述机组的凝汽器或除氧器,或者所述第四调频旁路调节阀的输出端连通到低压热网加热器。

进一步，所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的初始位置设置在中间开度；所述调频旁路控制装置控制所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀增大开度，以减少进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组快速减负荷响应所述电网的调频需求；或者所述调频旁路控制装置控制所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀减小开度，以增加进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组快速升负荷响应所述电网的调频需求。

进一步，所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀采用气动或液动执行机构，所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的快速开度变化调节的精度、速度以及响应时间满足机组调频的需求。

进一步，所述第三调频旁路调节阀与喷水减温减压器为一体式或者分体式结构；和/或所述第四调频旁路调节阀与喷水减温减压器为一体式或者分体式结构。

进一步，所述第四调频旁路上还设置有喷水减温减压器；所述喷水减温减压器的输入端与所述第四调频旁路调节阀的输出端连通，其输出端连通到所述机组的凝汽器或除氧器,或者其输出端连通到低压热网加热器。

进一步，所述调频旁路的输入端与所述机组的高压旁路的输入端连通时，所述调频旁路的管路的流量范围为所述高压旁路的管路的额定流量的1％～50％；和/或

所述调频旁路的输入端与所述机组的低压旁路低压旁路的输入端连通时，所述调频旁路的管路的流量范围为所述低压旁路的管路的额定流量的1％～50％。

进一步，所述调频旁路控制装置包括：获取模块，其用于获取当前电网对机组的调频需求电负荷Q1与机组的实际发电负荷Q2；比较模块，其用于将所述当前电网对机组的调频需求电负荷Q1与机组的实际发电负荷Q2进行比较，得到比较结果；匹配模块，其用于根据所述比较结果，匹配到与所述比较结果相对应的预设控制策略；控制模块，其用于根据所述预设控制策略输出控制参数，以控制所述机组的实际发电负荷Q2。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于调频旁路的电网调频系统的调频方法，用于上述所述的基于调频旁路的电网调频系统的调频系统，包括：

获取当前电网对机组的调频需求电负荷Q1和机组的实际发电负荷Q2；

将所述当前电网对机组的调频需求电负荷Q1与机组的实际发电负荷Q2进行比较，得到比较结果；

根据所述比较结果，匹配到与所述比较结果相对应的预设控制策略；

根据所述预设控制策略输出控制参数，控制所述机组的实际发电负荷Q2，以快速响应所述电网对所述机组的一次调频或二次调频的负荷要求。

进一步，所述根据所述比较结果，匹配到与所述比较结果相对应的预设控制策略的步骤包括：

当所述当前电网对机组的调频需求电负荷Q1小于所述机组的实际发电负荷Q2时，减少进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，以减少所述机组的实际发电负荷Q2；

当所述当前电网对机组的调频需求电负荷Q1大于所述机组的实际发电负荷Q2时，增加进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，以增加所述机组的实际发电负荷Q2。

进一步，所述减少进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量的步骤包括：

控制第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀增大开度；

判断所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀是否达到最大开度；

若是，则启动辅助减负荷方案；

若否，则继续增大所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的开度。

进一步，所述减少进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量的步骤包括：

控制第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀增大开度；

判断所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀是否达到最大开度；

若是，则启动辅助减负荷方案；

若否，则继续增大所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的开度。

进一步，所述增加进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量的步骤包括：

控制第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀减小开度；

判断所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀是否关闭；

若是，则启动辅助增负荷方案；

若否，则继续减小所述第一调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的开度。

进一步，所述增加进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量的步骤包括：

控制第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀减小开度；

判断所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀是否关闭；

若是，则启动辅助增负荷方案；

若否，则继续减小所述第三调频旁路调节阀和/或第四调频旁路调节阀的开度。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种基于调频旁路的电网调频系统及方法，采用调频旁路使得机组在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网对机组的一次调频或二次调频的负荷要求，避免了汽轮机调节汽门的频繁调频动作，解决了现有技术的调频手段存在投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易发生故障导致着火等问题。本发明的基于调频旁路的电网调频系统及方法，利用调频旁路实现了机组负荷的快速增减，不但满足了机组对电网调频的快速响应要求，而且保证了机组的蒸汽锅炉、汽轮机、发电机以及其他辅助机械运行状态的稳定性和安全性，提高了机组的寿命，而且调频成本极低，是一种高效安全的机组调频系统及方法。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图2是本发明实施例一提供的调频旁路控制装置组成示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图5是本发明实施例四提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图6是本发明实施例五提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图7是本发明实施例六提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图8是本发明实施例七提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图9是本发明实施例八提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图；

图10是本发明实施例九提供的一种基于调频旁路的电网调频方法流程图；

图11是本发明实施例九提供的根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略的方法流程图；

图12是本发明实施例九提供的减少进入机组的汽轮机的蒸汽进气量的方法流程图；

图13是本发明实施例九提供的增加进入机组的汽轮机的蒸汽进气量的方法流程图。

附图标记：

1、调频旁路，11、第一调频旁路，A1、第一调频旁路调节阀，12、第二调频旁路，13、第三调频旁路，A2、第三调频旁路调节阀，14、第四调频旁路，A3、第四调频旁路调节阀，J1-J2、截止阀，2、调频旁路控制装置，21、获取模块，22、比较模块，23、匹配模块，24、控制模块，3、喷水减温减压器，100、机组，101、蒸汽锅炉，1011、再热器，1011a、再热热段，1011b、再热冷段，102、汽轮机、102a、高压缸，102b、中压缸，102c、低压缸，103、发电机，104、凝汽器，105、除氧器，106、给水泵，107、高压旁路，108、低压旁路，P1、高压旁路调节阀，P2、低压旁路调节阀，200、电网，301、高压热网加热器，302、低压热网加热器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在对本发明的一种基于调频旁路的电网调频系统进行详细描述之前，首先介绍机组100的基本结构。

机组100的包括：

蒸汽锅炉101，为机组100的三大设备之一，用于产生蒸汽。

再热器1011，设置在蒸汽锅炉101内，其入口与再热冷段1011b连通，出口通过再热热段1011a连通到低压旁路108。

汽轮机102，其入口与蒸汽锅炉101的出口连通，用于将蒸汽能转换为机械能，包括高压缸102a、中压缸102b和低压缸102c。

发电机103，与汽轮机102的低压缸102c动力连接，用于在汽轮机102的驱动下将机械能转换为电能，为电网200供电。

凝汽器104，其入口与低压缸102c的出口连通，同时与低压旁路108的输出端连通。

除氧器105，其入口通过凝结水管路与凝汽器104的出口连通。

给水泵106，其入口与除氧器105的出口连通，其出口通过给水管路连通到蒸汽锅炉101的入口。

高压旁路107，其输入端与汽轮机102的高压缸102a的入口的管道连通，输出端连通到再热器1011的再热冷段1011b。

高压旁路107上设置有高压旁路调节阀P1和喷水减温减压器3。

低压旁路108，其输入端与汽轮机102的中压缸102b的入口的管道连通，输出端连通到凝汽器104的入口。

低压旁路108上设置有低压旁路调节阀P2和喷水减温减压器3。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图1，本实施例提供一种基于调频旁路的电网调频系统，包括：调频旁路1和调频旁路控制装置2。

调频旁路1，其输入端与机组100的高压旁路107的输入端连通。

具体的，在本实施例中，调频旁路1包括：

第一调频旁路11，其上设置有第一调频旁路调节阀A1，第一调频旁路调节阀A1的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第一调频旁路调节阀A1的输出端连通到机组100的再热器1011的再热热段1011a。

调频旁路控制装置2，用于根据当前电网200的对机组100的调频需求电负荷Q1调节机组100的实际发电负荷Q2，通过控制调频旁路1中的蒸汽流量，从而改变进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100在不改变汽轮机102的调门开度的情况下，快速响应电网200对机组100的一次调频或二次调频的负荷要求。

图2是本发明实施例一提供的调频旁路控制装置组成示意图。

在本实施例中，调频旁路控制装置2包括：

获取模块21，其用于获取当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1与机组100的实际发电负荷Q2；

比较模块22，其用于将当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1与机组100的实际发电负荷Q2进行比较，得到比较结果；

匹配模块23，其用于根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略；

控制模块24，其用于根据预设控制策略输出控制参数，以控制机组100的实际发电负荷Q2。

在本实施例中，第一调频旁路调节阀A1的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量；或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量。

具体的，机组100的高压缸102a输入侧的部分蒸汽经过第一调频旁路11以及设置于第一调频旁路11上的第一调频旁路调节阀A1，输送到机组100的再热器1011的再热热段1011a。调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1增大开度，以减少机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求。或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1减小开度，以增加机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求。

在本实施例中，第一调频旁路调节阀A1采用气动或液动执行机构，第一调频旁路调节阀A1的快速开度变化调节的精度、速度以及响应时间应满足发电机组调频的需求。但本发明不以此为限制，第一调频旁路调节阀A1也可以为其他满足发电机组调频需求的执行机构。

调频旁路1的输入端与机组100的高压旁路107的输入端连通时，调频旁路1的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

具体的，在本实施例中，第一调频旁路11的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第一调频旁路11的输出端连通到机组100的再热器1011的再热热段1011a，此时，第一调频旁路11的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

本实施例提供的基于调频旁路的电网调频系统，调频旁路控制装置2根据当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1调节机组100的实际发电负荷Q2，通过控制第一调频旁路调节阀A1的开度，以减少或增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网200对机组100的一次调频或二次调频的负荷要求，避免汽轮机102调节汽门的频繁调频动作，保证了汽轮机102的稳定性和安全性，同时提高了发电机组的寿命。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图3，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的调频旁路1在实施例一的基础上增加第二调频旁路12，第一调频旁路11和第二调频旁路12共用第一调频旁路调节阀A1控制管路中的蒸汽流量。

第二调频旁路12，其上设置有喷水减温减压器3，该喷水减温减压器3的输入端与第一调频旁路调节阀A1的输出端连通，喷水减温减压器3的输出端连通到机组100的蒸汽锅炉101的再热器1011的再热冷段1011b。

在本实施例中，第一调频旁路11上还设置有截止阀J1，该截止阀J1设置在第一调频旁路调节阀A1的输出端与机组100的再热器1011的再热热段1011a之间，用于控制第一调频旁路调节阀A1的输出端与再热热段1011a之间的管路的通断。

在本实施例中，第二调频旁路12上还设置有截止阀J2，该截止阀J2设置在第一调频旁路调节阀A1的输出端与第二调频旁路12上的喷水减温减压器3的输入端之间，用于控制第二调频旁路12的管路通断。

当J1打开，J2关闭时，第一调频旁路11连通，第二调频旁路12断开，仅通过第一调频旁路11进行控制汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，此时，机组100的高压缸102a输入侧的部分蒸汽经过第一调频旁路11以及设置于第一调频旁路11上的第一调频旁路调节阀A1，输送到机组100的再热器1011的再热热段1011a。

当J1关闭，J2打开时，第一调频旁路调节阀A1的输出端与再热热段1011a之间的管路断开，第二调频旁路12连通，通过第一调频旁路11和第二调频旁路12共同控制汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，此时，机组100的高压缸102a输入侧的部分蒸汽先经过第一调频旁路11以及设置于第一调频旁路11上的第一调频旁路调节阀A1进入第二调频旁路12，再经过第二调频旁路12，最后输送到再热器1011的再热冷段1011b。

调频旁路1的输入端与机组100的高压旁路107的输入端连通时，调频旁路1的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

具体的，在本实施例中，第一调频旁路11的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第一调频旁路11的输出端连通到机组100的再热器1011的再热热段1011a，或者第一调频旁路11的输出端通过第二调频旁路12连通到机组100的再热器1011的再热冷段1011b。此时，第一调频旁路11的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％，或者第一调频旁路11和第二调频旁路12的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图4，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的调频旁路1为第三调频旁路13，利用第三调频旁路13代替实施例一中的第一调频旁路11。

在本实施例中，第三调频旁路13上设置有第三调频旁路调节阀A2和喷水减温减压器3，第三调频旁路调节阀A2的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第三调频旁路调节阀A2的输出端连通到喷水减温减压器3的输入端，喷水减温减压器3的输出端连通到机组100的蒸汽锅炉101的再热器1011的再热冷段1011b。

在本实施例中，第三调频旁路调节阀A2的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求；或者，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2减小开度，以增加进入所述机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求。

具体的，机组100的高压缸102a输入侧的部分蒸汽经过第三调频旁路13以及设置于第三调频旁路13上的第三调频旁路调节阀A2和喷水减温减压器3，输送到机组100的再热器1011的再热冷段1011b。调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2增大开度，以减少机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求。或者，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2减小开度，以增加机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

在本实施例中，第三调频旁路调节阀A2采用气动或液动执行机构，第三调频旁路调节阀A2的快速开度变化调节的精度、速度以及响应时间满足机组调频的需求。但本发明不以此为限制，第三调频旁路调节阀A2也可以为其他满足发电机组调频需求的执行机构。

在本实施例中，第三调频旁路调节阀A2与喷水减温减压器3为一体式或者分体式结构，本发明不以此为限制，第三调频旁路调节阀A2与喷水减温减压器3的具体结构可根据实际需要适当调整。

调频旁路1的输入端与机组100的高压旁路107的输入端连通时，调频旁路1的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

具体的，在本实施例中，第三调频旁路13的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第三调频旁路13的输出端连通到机组100的蒸汽锅炉101的再热器1011的再热冷段1011b，此时，第三调频旁路13的管路的流量范围为高压旁路107的管路的额定流量的1％～50％。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例四

图5是本发明实施例四提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图5，本实施例与实施例一的不同之处在于，调频旁路1为第四调频旁路14。

第四调频旁路14，其上设置有第四调频旁路调节阀A3，该第四调频旁路调节阀A3的输入端与机组100的低压旁路108上的低压旁路调节阀P2的输入端连通，该第四调频旁路调节阀A3的输出端连通到机组100的凝汽器104或除氧器105。

可选的，第四调频旁路14上还设置有喷水减温减压器3，该喷水减温减压器3的输入端与第四调频旁路调节阀A3的输出端连通，该喷水减温减压器3的输出端连通到机组100的凝汽器104或除氧器105。

但本发明不以此为限制，当低压旁路108中的蒸汽只需降压不需要降温时，第四调频旁路14上可只设置第四调频旁路调节阀A3，而不用设置喷水减温减压器3。

在本实施例中，第四调频旁路调节阀A3的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求；或者，调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

具体的，机组100的中压缸102b输入侧的部分蒸汽经过第四调频旁路14以及设置于第四调频旁路14上的第四调频旁路调节阀A3和喷水减温减压器3，输送到机组100的凝汽器104或除氧器105。当低压旁路108中的蒸汽只需降压不需要降温时，第四调频旁路14上可只设置第四调频旁路调节阀A3，而不用设置喷水减温减压器3，此时，机组100的中压缸102b输入侧的部分蒸汽经过第四调频旁路14以及设置于第四调频旁路14上的第四调频旁路调节阀A3，输送到机组100的凝汽器104或除氧器105。调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求。或者，调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

在本实施例中，第四调频旁路调节阀A3采用气动或液动执行机构，第四调频旁路调节阀A3的快速开度变化调节的精度、速度以及响应时间满足发电机组调频的需求。但本发明不以此为限制，第四调频旁路调节阀A3也可以为其他满足发电机组调频需求的执行机构。

在本实施例中，第四调频旁路调节阀A3与喷水减温减压器3为一体式或者分体式结构，本发明不以此为限制，第四调频旁路调节阀A3与喷水减温减压器3的具体结构可根据实际需要适当调整。

调频旁路1的输入端与机组100的低压旁路108的输入端连通时，调频旁路1的管路的流量范围为低压旁路108的管路的额定流量的1％～50％。

具体的，在本实施例中，第四调频旁路14的输入端与机组100的低压旁路108上的低压旁路调节阀P2的输入端连通，第四调频旁路14的输出端连通到机组100的凝汽器104或除氧器105，此时，第四调频旁路14的管路的流量范围为低压旁路108的管路的额定流量的1％～50％。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例五

图6是本发明实施例五提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图6，本实施例为实施例一与实施例四的结合，在本实施例中，调频旁路1包括：第一调频旁路11和第四调频旁路14。

在本实施例中，第一调频旁路调节阀A1和第四调频旁路调节阀A3的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，；或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量。

具体的，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1增大开度，以减少机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求。或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1减小开度，以增加机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例一和实施例四相同，在此不再赘述。

实施例六

图7是本发明实施例六提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图7，本实施例为实施例二与实施例四的结合，在本实施例中，调频旁路1包括：第一调频旁路11、第二调频旁路12和第四调频旁路14。

在本实施例中，第一调频旁路调节阀A1和第四调频旁路调节阀A3的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入所述机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求；或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

具体的，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1增大开度，以减少机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求。或者，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1减小开度，以增加机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例二和实施例四相同，在此不再赘述。

实施例七

图8是本发明实施例七提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图8，本实施例为实施例三与实施例四的结合，在本实施例中，调频旁路1包括：第三调频旁路13和第四调频旁路14。

在本实施例中，第三调频旁路调节阀A2和第四调频旁路调节阀A3的初始位置设置在中间开度。

调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求；或者，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

具体的，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2增大开度，以减少机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速降低发电负荷的需求，使得机组100快速减负荷响应电网200的调频需求。或者，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2减小开度，以增加机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量，和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量，进而满足机组100快速增加发电负荷的需求，使得机组100快速升负荷响应电网200的调频需求。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例三和实施例四相同，在此不再赘述。

实施例八

图9是本发明实施例八提供的一种基于调频旁路的电网调频系统的连接示意图。

请参照图9，本实施例是在实施例七的基础上做的进一步改进，本实施例与实施例七的不同之处在于，本实施例中的调频旁路的输出端连通到热网加热器。

在本实施例中，调频旁路1包括：第三调频旁路13和第四调频旁路14。

第三调频旁路13，其上设置有第三调频旁路调节阀A2和喷水减温减压器3，第三调频旁路调节阀A2的输入端与机组100的高压旁路107上的高压旁路调节阀P1的输入端连通，第三调频旁路调节阀A2的输出端连通到喷水减温减压器3的输入端，喷水减温减压器3的输出端连通到高压热网加热器301。

具体的，机组100的高压缸102a输入侧的部分蒸汽经过第三调频旁路13以及设置于第三调频旁路13上的第三调频旁路调节阀A2和喷水减温减压器3，输送到高压热网加热器301，经过热交换后变成疏水打入机组100的除氧器105。调频旁路控制装置2对第三调频旁路调节阀A2的控制与实施例七相同，在此不再赘述。

第四调频旁路14，其上设置有第四调频旁路调节阀A3，第四调频旁路调节阀A3的输入端与机组100的低压旁路108上的低压旁路调节阀P2的输入端连通，第四调频旁路调节阀A3的输出端连通到低压热网加热器302。

具体的，机组100的中压缸102b输入侧的部分蒸汽经过第四调频旁路14以及设置于第四调频旁路14上的第四调频旁路调节阀A3和喷水减温减压器3，输送到低压热网加热器302，经过热交换后变成疏水打入机组100的凝汽器104或者除氧器105。当低压旁路108中的蒸汽只需降压不需要降温时，第四调频旁路14上可只设置第四调频旁路调节阀A3，而不用设置喷水减温减压器3，此时，机组100的中压缸102b输入侧的部分蒸汽经过第四调频旁路14以及设置于第四调频旁路14上的第四调频旁路调节阀A3，输送到低压热网加热器302，经过热交换后变成疏水打入机组100的凝汽器104或者除氧器105。调频旁路控制装置2对第四调频旁路调节阀A3的控制与实施例七相同，在此不再赘述。

本实施例中的其他部分的结构、组成以及连接关系与实施例七相同，在此不再赘述。

同理，实施例一至实施例六中的调频旁路1的输出端也可以连通到热网加热器，其中，当第一调频旁路11的输出端连通到高温热网加热器301时，第一调频旁路11上还设置有喷水减温减压器3。其连接关系以及控制方法与本实施例类似，在此不再赘述。

本发明的基于调频旁路的电网调频系统，包括但不限于上述实施方式。

实施例九

图10是本发明实施例九提供的一种基于调频旁路的电网调频方法流程图。

请参照图10，本实施例提供一种基于调频旁路的电网调频方法，包括：

S1，获取当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1和机组100的实际发电负荷Q2。

具体的，调频旁路控制装置2的获取模块21获取当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1和机组100的实际发电负荷Q2。

S2，将当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1与机组100的实际发电负荷Q2进行比较，得到比较结果。

具体的，调频旁路控制装置2的比较模块22将当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1与机组100的实际发电负荷Q2进行比较，得到比较结果。

S3，根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略。

具体的，调频旁路控制装置2的匹配模块23根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略。

图11是本发明实施例九提供的根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略的方法流程图。

请参照图11，在本实施例中，根据比较结果，匹配到与比较结果相对应的预设控制策略的步骤包括：

S31，当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1小于机组100的实际发电负荷Q2时，减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，以减少机组的实际发电负荷Q2。

图12是本发明实施例九提供的减少进入机组的汽轮机的蒸汽进气量的方法流程图。

请参照图12，可选的，在本实施例中，减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量的步骤包括：

S311a，控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3增大开度。

具体的，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量；和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量。

S312a，判断第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3是否达到最大开度。

S313a1，若是，则启动辅助减负荷方案。

S313a2，若否，则继续增大第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3的开度。

在本实施例中，辅助减负荷方案具体是指机组100的汽轮机102的高压旁路调节阀P1增大开度，汽轮机102的低压旁路调节阀P2增大开度，和/或增加供热抽汽气量。

请参照图12，可选的，在本实施例中，减少进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量的步骤包括：

S311b，控制第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3增大开度。

具体的，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量；和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3增大开度，以减少进入机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量。

S312b，判断第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3是否达到最大开度。

S313b1，若是，则启动辅助减负荷方案。

S313b2，若否，则继续增大第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3的开度。

S32，当前电网200对机组100的调频需求电负荷Q1大于机组100的实际发电负荷Q2时，增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量，以增加机组100的实际发电负荷Q2。

图13是本发明实施例九提供的增加进入机组的汽轮机的蒸汽进气量的方法流程图。

请参照图13，可选的，在本实施例中，增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量的步骤包括：

S321a，控制第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3减小开度。

具体的，调频旁路控制装置2控制第一调频旁路调节阀A1减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量；和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量。

S322a，判断第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3是否关闭。

S323a1，若是，则启动辅助增负荷方案。

S323a2，若否，则继续减小第一调频旁路调节阀A1和/或第四调频旁路调节阀A3的开度。

在本实施例中，辅助增负荷方案具体是指机组100的汽轮机102的高压旁路调节阀P1减小开度，汽轮机102的低压旁路调节阀P2减小开度，和/或减少供热抽汽气量。

请参照图13，可选的，在本实施例中，增加进入机组100的汽轮机102的蒸汽进气量的步骤包括：

S321b，控制第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3减小开度。

具体的，调频旁路控制装置2控制第三调频旁路调节阀A2减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的高压缸102a的蒸汽进气量；和/或调频旁路控制装置2控制第四调频旁路调节阀A3减小开度，以增加进入机组100的汽轮机102的中压缸102b的蒸汽进气量。

S322b，判断第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3是否关闭。

S323b1，若是，则启动辅助增负荷方案。

S323b2，若否，则继续减小第三调频旁路调节阀A2和/或第四调频旁路调节阀A3的开度。

S4，根据预设控制策略输出控制参数，控制机组100的实际发电负荷Q2，以快速响应电网200对机组100的一次调频或二次调频的负荷要求。

具体的，调频旁路控制装置2的控制模块24根据预设控制策略输出控制参数，控制机组100的实际发电负荷Q2，以快速响应电网200对机组100的一次调频或二次调频的负荷要求。

本发明的基于调频旁路的电网调频方法，包括但不限于上述实施方式。

本发明旨在保护一种基于调频旁路的电网调频系统及方法，采用调频旁路使得机组在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网对机组的一次调频或二次调频的负荷要求，避免了汽轮机调节汽门的频繁调频动作，解决了现有技术的调频手段存在投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易发生故障导致着火等问题。本发明的基于调频旁路的电网调频系统及方法，利用调频旁路实现了机组负荷的快速增减，不但满足了机组对电网调频的快速响应要求，而且保证了机组的蒸汽锅炉、汽轮机、发电机以及其他辅助机械运行状态的稳定性和安全性，提高了机组的寿命，而且调频成本极低，是一种高效安全的机组调频系统及方法。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。