专利名称：一种核电厂机组频率的控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及核电厂的频率控制领域，尤其涉及一种核电厂机组频率的控制方法及系统。
背景技术：
频率是电力系统最重要的运行参数之一，频率变化对电力系统的安全稳定运行具有重要的影响。由于在网机组的总发电功率与接网总负荷的不匹配将造成电网频率的波动，若接网负荷大于在网机组总发电功率，将造成电网频率下降，反之增加。要维持电网频率值不变，就要求在网机组自动或手动改变向电网输送的有功功率来平衡功率与负荷，即频率的控制。核电机组并网运行后同样也需要遵循电网的要求参与调频，但由于核电机组安全性要求极高、系统复杂、建设时间长、建设投资巨大等的特点，核电机组应长期带基本负荷运行，不应参加电网的频率的控制。但目前电网要求凡是并网的机组就必须参与电网的频率的控制。核电厂机组的频率控制功能是通过汽轮机调节系统(GRE)和反应堆控制棒系统(RGL)来实现的，核电机组并网后，如何对汽轮机调节系统和反应堆控制棒系统进行频率的控制以保证电力系统的安全稳定运行成为了新的技术难题，现有技术中还没有很好的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中无法实现保证核电机组稳定运行的同时又能让核电机组参与电网的频率控制的缺陷，提供一种可解决核电机组参与电网频率控制的技术难题，保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证核电机组稳定运行的核电厂机组频率的控制方法及系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种核电厂机组频率的控制方法，包括以下步骤判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行,且电网负荷变化弓I起频率波动时,通过频率控制的方式调节机组频率；发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。
本发明所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述通过频率贡献的方式调节机组频率具体包括电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制得到转速设定值；计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差；根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值；将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽
需求量；根据所述有效蒸汽需求量修正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本发明所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述通过频率控制的方式调节机组频率具体包括电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值；根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值；将所述负荷修正值与所述负荷参考值进行叠加形成负荷设定值；获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后修正汽轮机阀门开度参考值以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。本发明所述的核电厂机组频率的控制方法中，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。本发明所述的核电厂机组频率的控制方法中，还包括步骤在电网频率变化或者电网负荷变化弓I起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是提供一种核电厂机组频率的控制系统，包括负荷控制模式判断单元，用于判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；频率贡献方式调节单元，用于若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；频率控制方式调节单元，用于若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；信号发送模块，用于发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。本发明所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述频率贡献方式调节单元具体包括目标转速获取单元，用于电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；转速信号处理单元，用于将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制获得转速设定值；转速偏差计算单元，用于计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差；蒸汽流量补偿值计算单元，用于根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值；有效蒸汽需求量获得单元，用于将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度参考值修正单元，用于根据所述有效蒸汽需求量修改正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本发明所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述频率控制方式调节单元具体包括目标负荷获取单元，用于电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；负荷信号处理单元，用于将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值；负荷修正值计算单元，用于根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值；有效蒸汽需求量计算单元，用于获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度指令生成单元，用于将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后生成汽轮机阀门开度指令以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。本发明所述的核电厂机组频率的控制系统中，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。本发明所述的核电厂机组频率的控制系统中，该控制系统还包括频率死区控制单元，用于在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。本发明产生的有益效果是本发明通过汽轮机侧及核岛侧的频率进行合理控制，解决了核电机组参与电网频率控制的技术难题，在保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证了机组的安全稳定运行。进一步地，通过设置合理的调频死区参数，投入适当容量的频率控制，既保证机组安全稳定的运行，又保证电网频率变化在允许的范围之内。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明实施例核电厂机组频率的控制方法的流程意图；图2是本发明实施例通过频率贡献的方式调节机组频率具体流程图；图3是本发明实施例通过频率控制的方式调节机组频率具体流程图；图4是本发明实施例汽轮机侧频率的控制方法的控制逻辑图；图5是本发明实施例核岛侧频率控制功能的控制逻辑图；图6是本发明实施例核电厂机组频率的控制系统的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例主要针对压水堆核电厂的运行特点，研究频率控制在核电厂中的实现方法。汽轮机并网以后机组频率和电网频率是一致的(均为50HZ)，当电网负荷(用电)与机组实际发电负荷(发电)不匹配时会造成电网频率变化，具体关系是有一定的函数关系。由于在网机组的总发电功率与接网总负荷的不匹配将造成电网频率的波动，若接网负荷大于在网机组总发电功率，将造成电网频率下降，反之增加。要维持电网频率值不变，就要求在网机组自动或手动改变向电网输送的有功功率来平衡功率与负荷，即频率的控制。核电厂机组的频率控制功能是通过汽轮机调节系统(GRE)和反应堆控制棒系统(RGL)来实现的。频率控制功能在核电厂机组中有两种实现方式频率贝献和频率控制。频率贡献是指在手动控制模式下，利用调速系统特性，调节汽轮机调门的开度，利用转速偏差来计算需要补偿的蒸汽量，直接补偿蒸汽需求量。频率控制是将电网频率偏差计算出来的电功率量加到机组的负荷参考值上，通过改变汽轮机组的发电功率来保证电网频率的稳定。核电厂机组通过设置频率死区来避免因电网负荷的微小波动引起的机组连续动作，以保证核电机组的稳定运行。当机组冲转到即将达到机组额定转速时(约99. 3%)，同步器将机组并上电网，机组即进入了负荷控制模式。负荷控制模式分为四种基本负荷控制BC、自动负荷控制AC、具有调频功能的负荷控制器回路方式(load controlleron)和中心调度所负荷控制方式(master load control)。如图1所示，本发明实施例核电厂机组频率的控制方法，主要由汽轮机调节系统(GRE)中的机组频率的控制系统实现，具体包括以下步骤S1、判断核电厂机组的负荷控制模式，负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；其中，中心调度所模式下频率控制方式和具有调频功能的负荷控制器回路模式下的调频方式是一样的，区别在于调度所模式下目标负荷由调度给定。S2、若核电厂机组在基本负荷控制模式或者自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；S3、若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；S4、发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。本发明的一个实施例中，如图2所示，步骤S2中通过频率贡献的方式调节机组频率具体包括S21、电网频率变化引起汽轮机频率变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；S22、将目标转速经升速率和热应力控制的限制得到转速设定值；可通过预先设置的函数进行信号处理后得到转速设定值。S23、计算实测转速与转速设定值的转速偏差；S24、根据转速偏差计算蒸汽流量补偿值；S25、将蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量；转速偏差和汽轮机蒸汽需求量之间具有一定的函数关系，通过转速偏差除以同步倾斜度就得到相应蒸汽需求量的值，可以百分比形式表示。S26、根据有效蒸汽需求量修正汽轮机阀门开度参考值，即生成汽轮机阀门开度控制指令，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本发明的一个实施例中，如图3所示，步骤S3中通过频率控制的方式调节机组频率具体包括S31、电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；S32、将目标负荷经升负荷速率、热应力控制的限制以及预设的负荷信号处理获得汽轮机的负荷参考值；S33、根据转速偏差计算对应的负荷修正值；S34、将负荷修正值与负荷参考值进行叠加形成负荷设定值；S35、获取机组的实际发电功率，计算负荷设定值与实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；S36、将包括蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后修正汽轮机阀门开度参考值以控制阀门的开度，即生成汽轮机阀门开度控制指令，改变机组的出力，直至频率恢复正常。在本发明实施例中，给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。中心调度所通过实时监控电网频率变化，计算出电网负荷缺口，并给机组重新分配负荷，以实现电网频率的无差调节。在核电厂频率控制中，为了保证机组的稳定运行，设置了频率死区，频率死区是指机组转速(频率)变化在死区范围内时，机组的频率控制不动作，以保证机组的稳定性；当机组转速(频率)变化超出了死区范围，频率控制按照功频特性曲线动作。机组在负荷控制模式下，汽轮机侧频率控制功能一直存在且无法切除。但频率死区可以由操纵员通过主控室画面进行投切。频率死区的选择需要和所在电网谈判决定，从电网的角度看，是希望尽量不设死区，但对于机组来说频率死区越大越好，故需在机组控制能力、设备能力及经济性方面综合考虑得到，频率死区即为一个限制函数。因为设置了频率死区，本发明实施例的方法还包括步骤在电网频率变化或者电网负荷变化弓I起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。如图4所示，为汽轮机侧频率的控制方法的控制逻辑图。机组在基本负荷控制模式BC或者自动负荷控制模式AC下运行时，当电网频率变化引起汽轮机转速变化时，机组要通过频率贡献的方式调节机组频率，目标转速由操纵员手动给定，经升速率、热应力控制的限制经转速信号处理单元形成转速设定值，实测转速与转速设定值的偏差通过调速系统的调差作用(频率贡献单元)，得到有效蒸汽流量补偿值(频率贡献信号)加到BC负荷设定值计算的蒸汽需求量上(或者当AC负荷控制条件满足时，AC负荷控制投入，AC负荷控制模式下操纵员设置的负荷定值计算的蒸汽需求量上)得到有效蒸汽需求量，来修正汽轮机阀门开度，并从而改变机组发电功率，实现频率的调节。在具有调频功能的负荷控制器回路投入信号有效情况下，调频功能通过频率控制方式实现，投入频率控制功能来补偿因电网负荷变化引起的频率波动，补偿的物理量为电功率量。如图1下半部分所示。此时，目标负荷经升负荷速率、热应力控制的限制形成汽轮机的负荷参考值，频率控制时频率(转速)篇差计算出的负荷修正值频率控制信号(通过频率控制单元输出)与负荷参考值进行叠加形成负荷设定值，负荷设定值与实际负荷(机组的实际发电功率)的差值经过PI运算形成有效蒸汽需求量，蒸汽需求量信号经过蒸汽流量限制和压力限制后作为汽轮机阀门开度指令控制阀门的开度，从而改变机组的出力，直至频率恢复正常。反应堆控制的基本目的是使一回路产生的热功率与二回路所吸收的热功率相等，这就要求反应堆功率的变化必须跟踪电网负荷变化，但同时应避免跟踪电网负荷变化时控制棒的移动过于频繁而造成堆芯功率分布不均。为了满足上述需求，目前压水堆核电采用负荷跟踪(G模式)的运行方式，反应堆G模式通过调节功率棒和温度调节棒(R棒)以及调节慢化剂硼酸浓度实现对反应性的控制。在汽轮机侧参与了电网调频时，反应堆侧需要同时动作，反应堆侧的调频死区设置要比汽轮机侧要大，以防止功率棒的频繁动作，并且在大的电网频率扰动时，两个频率控制信号由控制室内的两个手动开关进行切除，以切除反应堆调频功能，以保证核电厂的稳定及安全。核岛侧与汽轮机侧同步进行频率控制时，汽轮机侧需要将汽轮机负荷参考值、负荷控制器回路投入信号、频率贡献信号、频率控制信号、汽轮机阀门开度参考值信号及汽轮机快速降负荷信号，快速降负荷信号是汽轮机侧发给核岛的一个指令信号送至核岛反应堆控制棒系统RGL。因故障等原因，汽轮机组要降低目前所发的电功率，这时需要把这个信号发送核岛，核岛侧也要采取措施使核岛侧产生的热功率与汽轮机需要的热功率一致。图5为核岛侧频率控制功能的控制逻辑。图5中f(xl)及f (x2)是函数发生器，分别为频率贡献信号及频率控制信号设置频率死区。频率死区的设置会考虑核岛侧的安全设置死区，这个频率死区要比汽轮机侧的还要大，以尽量减少核岛控制棒的动作为依据。核岛侧的频率控制方式通过具有调频功能的负荷控制器回路投入信号的作用进行频率贡献方式和频率控制方式的切换。负荷控制器回路投入信号一个切换的条件，当具有调频功能的负荷控制器回路未投入时，反应堆控制棒系统RGL通过频率贡献方式进行调频；当具有调频功能的负荷控制器回路投入时，反应堆控制棒系统RGL通过频率控制方式进行调频；频率贡献信号补偿的是蒸汽流量，频率控制信号补偿的是电功率量。但当汽轮机快速降负荷信号来时，将切断核岛侧的调频功能，核岛直接跟踪阀门开度。本发明实施例核电厂机组频率的控制系统，其属于汽轮机调节系统(GRE)如图6所示，包括负荷控制模式判断单元10，用于判断核电厂机组的负荷控制模式，负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式；频率贡献方式调节单元20，用于若核电厂机组在基本负荷控制模式或者自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；频率控制方式调节单元30，用于若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；信号发送模块40，用于发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至核岛的反应堆控制棒系统，以使其进行核岛侧的频率控制。本发明实施例的核电厂机组频率的控制系统中，频率贡献方式调节单元20具体包括目标转速获取单元，用于电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速；转速设定值获得单元，用于将目标转速经升速率和热应力控制获得转速设定值；转速偏差计算单元，用于计算实测转速与转速设定值的转速偏差；蒸汽流量补偿值计算单元，用于根据转速偏差计算蒸汽流量补偿值；有效蒸汽需求量获得单元，用于将蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度参考值修正单元，用于根据有效蒸汽需求量修改正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。本发明实施例的核电厂机组频率的控制系统中，频率控制方式调节单元30具体包括目标负荷获取单元，用于电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷；本发明的一个实施例中，给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。负荷信号处理单元，用于将目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值；负荷修正值计算单元，用于根据转速偏差计算对应的负荷修正值；
有效蒸汽需求量计算单元，用于获取机组的实际发电功率，计算负荷设定值与实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量；汽轮机阀门开度指令生成单元，用于将包括蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后生成汽轮机阀门开度指令以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。进一步地，本发明实施例核电厂机组频率的控制系统还包括频率死区控制单元(图中未示出)，用于在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率,若否,则按照功频特性曲线调节机组频率。本发明实施例通过汽轮机侧及核岛侧频率控制方案的设计，解决了核电机组参与电网频率控制的技术难题，通过设置合理的调频死区参数，投入适当容量的频率控制，既保证机组安全稳定的运行，又保证电网频率变化在允许的范围之内。本发明对于电网调频容量的选择和调频死区的设置具有重要的指导意义。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤 判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式； 若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率； 若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化弓I起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率； 发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至反应堆控制棒系统，以使其进行频率控制。
2.根据权利要求1所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述通过频率贡献的方式调节机组频率具体包括 电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速； 将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制得到转速设定值； 计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差； 根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值； 将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量; 根据所述有效蒸汽需求量修正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。
3.根据权利要求2所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述通过频率控制的方式调节机组频率具体包括 电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷； 将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值； 根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值； 将所述负荷修正值与所述负荷参考值进行叠加形成负荷设定值； 获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量； 将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后修正汽轮机阀门开度参考值以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。
4.根据权利要求3所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。
5.根据权利要求4所述的核电厂机组频率的控制方法，其特征在于，还包括步骤 在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否，则按照功频特性曲线调节机组频率。
6.一种核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，包括 负荷控制模式判断单元，用于判断核电厂机组的负荷控制模式，所述负荷控制模式包括基本负荷控制模式、自动负荷控制模式、具有调频功能的负荷控制器回路模式和中心调度所负荷控制模式； 频率贡献方式调节单元，用于若核电厂机组在所述基本负荷控制模式或者所述自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率； 频率控制方式调节单元，用于若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式或中心调度所负荷控制模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率； 信号发送模块，用于发送频率贡献方式下的频率贡献信号、频率控制方式下的频率控制信号以及不同频率控制方式下的汽轮机阀门开度参考值的信号、具有调频功能的负荷控制器回路投入信号和汽轮机快速降负荷信号至反应堆控制棒系统，以使其进行频率控制。
7.根据权利要求6所述的核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，所述频率贡献方式调节单元具体包括 目标转速获取单元，用于电网频率变化引起汽轮机转速变化时，获取操纵员手动给定的目标转速； 转速信号处理单元，用于将所述目标转速经升速率和热应力控制的限制获得转速设定值； 转速偏差计算单元，用于计算实测转速与所述转速设定值的转速偏差； 蒸汽流量补偿值计算单元，用于根据所述转速偏差计算蒸汽流量补偿值； 有效蒸汽需求量获得单元，用于将所述蒸汽流量补偿值加到不同模式下所计算出的蒸汽需求量上，得到有效蒸汽需求量； 汽轮机阀门开度参考值修正单元，用于根据所述有效蒸汽需求量修改正汽轮机阀门开度参考值，以改变机组发电功率，实现频率的调节。
8.根据权利要求7所述的核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，所述频率控制方式调节单元具体包括 目标负荷获取单元，用于电网负荷变化引起汽轮机频率波动时，获取给定的目标负荷； 负荷信号处理单元，用于将所述目标负荷经升负荷速率和热应力控制的限制获得汽轮机的负荷参考值； 负荷修正值计算单元，用于根据所述转速偏差计算对应的负荷修正值； 有效蒸汽需求量计算单元，用于获取机组的实际发电功率，计算所述负荷设定值与所述实际负荷的差值，并经过比例积分控制运算形成有效蒸汽需求量； 汽轮机阀门开度指令生成单元，用于将包括所述蒸汽需求量的信号经过蒸汽流量限制和压力限制后生成汽轮机阀门开度指令以控制阀门的开度，改变机组的出力，直至频率恢复正常。
9.根据权利要求8所述的核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，所述给定的目标负荷为主控室的操纵员或者中心调度所给定。
10.根据权利要求9所述的核电厂机组频率的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括频率死区控制单元，用于在电网频率变化或者电网负荷变化引起汽轮机频率变化时，判断汽轮机频率变化是否在预设的频率死区内，若是，则禁止通过频率贡献的方式或者频率控制的方式调节机组频率，若否， 则按照功频特性曲线调节机组频率。
全文摘要
本发明公开了一种核电厂机组频率的控制方法及系统，其中方法包括以下步骤:判断核电厂机组的负荷控制模式；若核电厂机组在基本负荷控制模式或者自动负荷控制模式下运行，且电网频率变化引起汽轮机转速变化时，通过频率贡献的方式调节机组频率；若核电厂机组在具有调频功能的负荷控制器回路模式下运行，且电网负荷变化引起频率波动时，通过频率控制的方式调节机组频率；汽轮机侧需要将汽轮机负荷参考值、负荷控制器回路投入信号、频率贡献信号、频率控制信号、汽轮机阀门开度参考值信号及汽轮机快速降负荷信号送至核岛的反应堆控制棒系统，进行核岛侧的频率控制。本发明可保证核电机组在参与电网频率控制的同时保证核电机组稳定运行。
文档编号H02J3/40GK103036253SQ20121051950
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者展晓磊, 尹刚, 吕爱国 申请人:中广核工程有限公司, 中国广东核电集团有限公司