专利名称：一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及火力发电领域，更具体的说，是涉及一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法及装置。
背景技术：
随着人们生活质量的不断提高，越来越多的电子产品进入每个家庭，越来越多的电能将要被需要，在实际的经济生产中，有些火力发电场既产生电能，又利用锅炉产生的蒸汽对用户进行供热。这种同时生产电能、热能的生产方式被称为热电联产。热电联产机组通常采用单个机组独立控制，机组间没有交互信号。这导致了在锅炉出力没有达到最大时，热电联产机组通常采用热电分离的调节方式，致使锅炉不能最大化利用，机组的热效率较低；而当锅炉出力达到最大后，热电联产机组通常采用以热定电的调节方式，根据能量平衡公式锅炉总热量=热负荷+电负荷，通常机组在满足用户的热负荷需求后，再根据锅炉总热量确定电负荷的多少，这样就牺牲了电负荷。综上，没有一种多个热电产联机组间的相互协调控制方法，能够满足在某个锅炉出力最大化时，合理分配机组间热负荷的同时提高电负荷的调节余量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法及装置， 在某个机组锅炉出力最大化的时候，能够使机组间的热负荷合理分配的同时提高电负荷的调节余量，进而提高机组的热效率。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案—种多个热电联产机组间相互协调的控制方法，其中，包括步骤供热公共控制单元分别获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷，所述当前热负荷由供热抽汽量表示；供热公共控制单元根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量；供热公共控制单元比较每个机组的所述当前供热抽汽量和所述理论供热抽汽量， 若所述当前供热抽汽量大于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门关小，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节；若所述当前供热抽汽量小于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门开大，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节。优选的，还包括步骤依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最大带电负荷，取所述每个热电联产机组的最大带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的上限；依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最小带电负荷，取所述每个热电联产机组的最小带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的下限；发送每个机组的所述电负荷指令设置值的上限和下限至电力调度中心。优选的，还包括步骤通过分析不同电负荷变动幅度时其相对应的阀门开度调整量大小，得出电负荷变动幅度与阀门开度调整量的关系函数；当机组发生电负荷变化时，根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量；根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量，并调整阀门阀位至相应位置， 实现系统的快速消除扰动功能。优选的，还包括步骤通过分析不同供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量，得出供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量的关系函数；当机组发生供热抽汽量变化时，根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量；根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量，调整锅炉燃料量至所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量。一种供热公共控制模块，其中，与多个热电联产机组相连，包括获取单元，用于获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷；计算单元，用于根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量；比较单元，用于比较所述当前供热抽汽量与所述理论供热抽汽量的大小；调节单元，用于根据所述比较结果，调节阀门至相应的所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时的阀位。优选的，还包括电负荷指令限制模块，所述电负荷指令限制模块包括电负荷获取单元，用于依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最大、最小带电负荷，取所述每个热电联产机组的最大、最小带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的上限和下限；发送单元，用于发送每个机组的所述电负荷指令设置值的上限和下限至电力调度中心。优选的，还包括电负荷前馈控制模块，所述电负荷前馈控制模块包括电负荷分析单元，用于分析不同电负荷变动幅度时其相对应的阀门开度调整量大小，得出电负荷变动幅度与阀门开度调整量的关系函数；电负荷计算单元，用于在机组发生电负荷变化时，根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量；电负荷调节单元，用于根据所述阀门开度调整量，调整阀门阀位至相应位置，实现系统的快速消除扰动功能。优选的，还包括热负荷前馈控制模块，所述热负荷前馈控制模块包括热负荷分析单元，用于分析不同供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量，得出供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量的关系函数；热负荷计算单元，用于在机组发生供热抽汽量变化时，根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量；热负荷调节单元，用于根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量，调整锅炉燃料量至所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法及装置，通过增加在热电联产机组间的供热公共控制模块，有效的调节了机组间热负荷的合理分配，并提高了电负荷的调节余量，提高了机组的能效；还增加了热电联产机组的电负荷指令限制模块，使机组电负荷指令高低限制随着供热抽汽量的变化而实时变化，始终能够真实反映机组带电负荷的真实能力，保证机组不会超限工作，进而保护了设备，并且实时把机组带电负荷的真实能力发送给调度，避免机组自动发电控制 AGC性能考核方面不必要的损失；还增加了一种带前馈的控制模块，使供热抽汽压力调节阀能快速调整阀位，瞬间消除扰动，保证热负荷的稳定。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法流程图；图2为本发明实施例提供的电负荷指令限制保护的方法流程图；图3为本发明实施例提供的电负荷前馈控制的方法流程图；图4为本发明实施例提供的热负荷前馈控制的方法流程图；图5为本发明实施例提供的两个热电联产机组与供热公共控制模块的连接图；图6为本发明实施例提供的一种多个热电联产机组间相互协调的控制装置结构图；图7为本发明实施例提供的又一种多个热电联产机组间相互协调的控制装置结构图；图8为本发明实施例提供的又一种多个热电联产机组间相互协调的控制装置结构图；图9为本发明实施例提供的又一种多个热电联产机组间相互协调的控制装置结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下热电联产在实际的经济生产生活中，有一些火力发电厂既生产电能，又利用锅炉产生的蒸汽对用户进行供热。这种同时生产电能、热能的生产方式被称为热电联产。电负荷并网发电机组通过汽轮机带动发电机产生的电能，即并网发电机组的有功功率，单位可以为丽。热负荷在本文中指热电联产机组的热用户在单位之间内所需的热量，通常用机组的供热抽汽量来表征，单位可以为t/h。DCS 分散控制系统Distributed Control System，广泛应用于发电厂控制领域。DEH 数字电液控制系统 Digital Electric Hydraulic Control System，通常应用于发电厂汽轮机控制系统。AGC 自动发电控制Automatic Generation Control，根据电网负荷指令，控制发电机组有功功率的自动控制系统。CCS 协调控制系统Coordinated Control System，对发电机组的锅炉和汽轮机进行整体负荷平衡控制，主要包括机组负荷指令控制、汽机主控、压力设定、频率校正、辅机故障减负荷等控制回路。以热定电热电联产机组普遍采用的一种控制方式，规定了在锅炉出力达到最大的时候，热负荷的升高必须牺牲电负荷，即热负荷决定了机组的最大电负荷。被控对象在自动控制领域中，一般指被控制的设备或者过程。本发明提供了一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法，包括步骤供热公共控制单元分别获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷，所述当前热负荷由供热抽汽量表示；供热公共控制单元根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量；供热公共控制单元比较每个机组的所述当前供热抽汽量和所述理论供热抽汽量， 若所述当前供热抽汽量大于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门关小，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节；若所述当前供热抽汽量小于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门开大，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节。其具体实现方式如下所述图1为本发明提供的一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法流程图，该方法包括步骤SlOl 供热公共控制单元分别获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷，所述当前热负荷由供热抽汽量表示。S102:供热公共控制单元根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量。以两个热电联产机组连接供热公共控制单元为例，如图5所示，#1机组供热抽汽量Ql代表了 #1机组的热负荷，#1机组有功功率丽1代表了 #1机组的电负荷；同样Q2代表了 #2机组的热负荷，丽2代表了 #2机组的电负荷。两个机组的热负荷和电负荷都是随时变化的。由以下公式计算每台机组在当前工况下的理论供热抽汽量
权利要求
1.一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法，其特征在于，包括步骤供热公共控制单元分别获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷，所述当前热负荷由供热抽汽量表示；供热公共控制单元根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量；供热公共控制单元比较每个机组的所述当前供热抽汽量和所述理论供热抽汽量，若所述当前供热抽汽量大于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门关小，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节；若所述当前供热抽汽量小于所述理论供热抽汽量，调节所述供热抽汽阀门开大，直到所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时停止阀门调节。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最大带电负荷，取所述每个热电联产机组的最大带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的上限；依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最小带电负荷，取所述每个热电联产机组的最小带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的下限；发送每个机组的所述电负荷指令设置值的上限和下限至电力调度中心。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤通过分析不同电负荷变动幅度时其相对应的阀门开度调整量大小，得出电负荷变动幅度与阀门开度调整量的关系函数；当机组发生电负荷变化时，根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量； 根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量，并调整阀门阀位至相应位置，实现系统的快速消除扰动功能。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤通过分析不同供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量，得出供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量的关系函数；当机组发生供热抽汽量变化时，根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量； 根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量，调整锅炉燃料量至所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量。
5.一种供热公共控制模块，其特征在于，与多个热电联产机组相连，包括 获取单元，用于获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷；计算单元，用于根据所述每个机组当前的电负荷乘以所有机组的总热负荷除以所有机组总电负荷，得出每个机组的理论供热抽汽量；比较单元，用于比较所述当前供热抽汽量与所述理论供热抽汽量的大小； 调节单元，用于根据所述比较结果，调节阀门至相应的所述当前供热抽汽量等于所述理论供热抽汽量时的阀位。
6.根据权利要求5所述的供热公共控制模块，其特征在于，还包括电负荷指令限制模块，所述电负荷指令限制模块包括电负荷获取单元，用于依据热电联产机组制造厂提供的“供热抽汽工况运行限制及关系图”，得到每个热电联产机组的最大、最小带电负荷，取所述每个热电联产机组的最大、最小带电负荷作为对应热电联产机组的电负荷指令设置值的上限和下限；发送单元，用于发送每个机组的所述电负荷指令设置值的上限和下限至电力调度中心。
7.根据权利要求5所述的供热公共控制模块，其特征在于，还包括电负荷前馈控制模块，所述电负荷前馈控制模块包括电负荷分析单元，用于分析不同电负荷变动幅度时其相对应的阀门开度调整量大小， 得出电负荷变动幅度与阀门开度调整量的关系函数；电负荷计算单元，用于在机组发生电负荷变化时，根据所述关系函数计算出相应的阀门开度调整量；电负荷调节单元，用于根据所述阀门开度调整量，调整阀门阀位至相应位置，实现系统的快速消除扰动功能。
8.根据权利要求5所述的供热公共控制模块，其特征在于，还包括热负荷前馈控制模块，所述热负荷前馈控制模块包括热负荷分析单元，用于分析不同供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量，得出供热抽汽量变化值对应的锅炉燃料量的关系函数；热负荷计算单元，用于在机组发生供热抽汽量变化时，根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量；热负荷调节单元，用于根据所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量，调整锅炉燃料量至所述关系函数计算出相应的锅炉燃料量。
全文摘要
本发明提供了一种多个热电联产机组间相互协调的控制方法，由供热公共控制单元分别获取每个机组的当前电负荷和当前热负荷，并计算得出每个机组的理论供热抽汽量，比较每个机组当前的供热抽汽量和理论供热抽汽量的大小，调节阀门至相应位置，有效的调节了机组间热负荷的合理分配，并提高了电负荷的调节余量，提高了机组的能效。
文档编号G05B19/418GK102445932SQ20111029764
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者张华磊, 罗志浩 申请人:浙江省电力试验研究院