【摘要】：風(fēng)力發(fā)電機組大規(guī)模并網(wǎng)后,其發(fā)電負(fù)荷不確定性將會給電網(wǎng)造成很大的擾動,區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機組整體調(diào)峰調(diào)頻能力將在很大程度上決定著電網(wǎng)接納風(fēng)電負(fù)荷的能力。當(dāng)前我國電網(wǎng)中,火電機組是補償風(fēng)電負(fù)荷的必然選擇,但主流正壓直吹式制粉系統(tǒng)的亞臨界或超臨界機組,其調(diào)峰調(diào)頻能力仍不能達到要求。經(jīng)過比較不同類型火力發(fā)電機組的特性發(fā)現(xiàn),循環(huán)流化床機組具有優(yōu)良的調(diào)峰能力但調(diào)頻能力差；而供熱機組調(diào)峰能力差但可能具有優(yōu)良的調(diào)頻能力。循環(huán)流化床機組同供熱機組相互配合,能夠較好解決這一問題。 煤在火電機組內(nèi)完成由化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)變的動態(tài)過程非常緩慢,為了提高機組負(fù)荷響應(yīng)速率,必須利用機組蓄能。供熱機組為一定區(qū)域提供熱負(fù)荷,其熱網(wǎng)管道具有巨大的蓄能容量,供熱機組可以利用這部分蓄能響應(yīng)電網(wǎng)小時間尺度上的負(fù)荷擾動,圍繞這一思路開展以下研究工作。 (1)在分析純凝機組燃料量-汽輪機高調(diào)門開度與發(fā)電功率-機前壓力雙入雙出模型基礎(chǔ)上,對其汽輪機能量平衡環(huán)節(jié)進行改進,增加供熱調(diào)節(jié)蝶閥開度輸入和供熱抽汽壓力輸出,建立典型供熱機組微分方程形式的簡化非線性動態(tài)模型。針對一典型300MW供熱機組確定模型參數(shù),通過擾動實驗驗證了模型的準(zhǔn)確性。并且對非線性模型進行工作點線性化,用傳遞函數(shù)陣描述其輸入輸出關(guān)系。 (2)對不同工況下供熱機組控制系統(tǒng)進行仿真,解釋了供熱機組通過控制供熱抽汽壓力維持供熱抽汽流量穩(wěn)定的內(nèi)在原因。對系統(tǒng)存在工作點非線性、供熱負(fù)荷擾動、蓄熱系數(shù)不確定及煤發(fā)熱量不穩(wěn)定的問題展開分析,比較其對控制品質(zhì)的影響程度,有針對性地設(shè)計供熱抽汽流量補償、熱量信號導(dǎo)前微分及煤發(fā)熱量補償方案,能夠為現(xiàn)有供熱機組投入電網(wǎng)自動發(fā)電控制及一次調(diào)頻功能提供關(guān)鍵技術(shù)支持。 (3)提出一種風(fēng)電規(guī)模化并網(wǎng)條件下風(fēng)電火電聯(lián)合調(diào)度方案。設(shè)計非線性濾波器將電網(wǎng)自動發(fā)電負(fù)荷指令分解,構(gòu)造出適合于供熱機組的負(fù)荷指令。在比較多種控制方案優(yōu)缺點基礎(chǔ)上,選擇在常規(guī)協(xié)調(diào)控制方案中增加前饋加補償?shù)沫h(huán)節(jié)的設(shè)計方案。該方案能夠在保證汽輪機前壓力和供熱負(fù)荷基本穩(wěn)定前提下,適應(yīng)不同供熱負(fù)荷下對象特性的變化,有效利用熱網(wǎng)蓄能,大幅度提高機組發(fā)電負(fù)荷指令響應(yīng)速率,同時能夠?qū)崿F(xiàn)供熱工況和非供熱工況控制系統(tǒng)的無擾切換。 研究中還開發(fā)仿真實驗平臺對其工程應(yīng)用特性進行系統(tǒng)分析,針對典型電網(wǎng)環(huán)境并在具體機組上初步試驗方案可行性。課題研究能夠為實現(xiàn)供熱機組高速率變負(fù)荷運行大規(guī)模應(yīng)用提供理論及基礎(chǔ)性技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM614;TU833;TP273

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王佩璋;;300MW改空冷供熱機組節(jié)能與空冷運行特點經(jīng)驗[J];華北電力技術(shù);2010年07期

2 孔垂茂;趙斌;王松嶺;李均昊;武志飛;馬玉芹;;循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系特性分析[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

3 王興國;何燕玲;張海良;;供熱機組調(diào)峰運行中的最小出力分析[J];河北電力技術(shù);2006年06期

4 付恩狄;田亮;張鍔;劉吉臻;;過量空氣系數(shù)對鍋爐熱量分配的影響分析[J];華東電力;2010年07期

5 鄧拓宇;田亮;王琪;劉吉臻;;協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)線性解耦方案機理分析[J];華東電力;2011年05期

6 張林仙;夏國宏;劉遠(yuǎn)鵬;;循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀及黃電公司劣質(zhì)煤項目前景初探[J];黃石理工學(xué)院學(xué)報;2006年03期

7 蔣國平;;摻燒生物質(zhì)燃料對燃煤鍋爐效率的影響分析[J];華中電力;2010年03期

8 唐家裕;付林;狄洪發(fā);;不同類型供熱機組負(fù)荷優(yōu)化的研究[J];東北電力技術(shù);2007年08期

9 金小華;;大型循環(huán)流化床鍋爐爐膛仿真模型[J];東北電力技術(shù);2012年03期

10 葉鐘海;;江西電網(wǎng)AGC控制方案探析[J];江西電力;2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 曾德良;基于速率優(yōu)化的智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2000年

2 孫輝;配電網(wǎng)絡(luò)電能擾動辨識與電能質(zhì)量調(diào)節(jié)研究[D];大連理工大學(xué);2002年

3 齊志剛;抽水蓄能電廠在電力市場中的購電策略研究[D];華中科技大學(xué);2004年

4 田亮;單元機組非線性動態(tài)模型的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2005年

5 孫薇;市場條件下抽水蓄能電站效益綜合評價及運營模式研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

6 趙相賓;基于靜止變頻調(diào)速系統(tǒng)的抽水蓄能機組起動研究[D];天津大學(xué);2007年

7 劉鑫屏;熱力發(fā)電過程建模與狀態(tài)參數(shù)檢測研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

8 李淼;電力系統(tǒng)機網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化若干問題研究[D];武漢大學(xué);2012年

9 張新敬;壓縮空氣儲能系統(tǒng)若干問題的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2011年

10 凡鵬飛;風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)充裕性決策模型和方法研究[D];華北電力大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 顏志敏;智能電網(wǎng)中蓄電池儲能的價值評估研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 李雪松;飛輪儲能系統(tǒng)電動發(fā)電運行控制技術(shù)的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

3 尹剛;白馬電廠1025t/h CFB鍋爐熱平衡和物料平衡的試驗研究[D];重慶大學(xué);2007年

4 王爭光;飛輪驅(qū)動裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2008年

，

本文編號：2547423