一种燃气轮机-同步发电机机组有差转速控制方法

摘要

一种燃气轮机-同步发电机机组有差转速控制方法，涉及并网发电用简单循环或联合循环燃气轮机与同步发电机机组的转速和功率控制。该方法以同步发电机有功功率为输入信号之一，并利用简单循环或联合循环时燃气轮机燃料行程基准与有功功率的映射关系，实现了前馈加反馈的有差转速控制。与传统方法相比，本发明能够兼顾稳态精度和敏捷性，能够提高燃气轮机-同步发电机机组对电网频率的跟随能力，避免和减小在电网频率变化时燃气轮机及同步发电机的转速和功率震荡，有助于改善电网的稳定性和供电品质。

主权项

1.一种燃气轮机-同步发电机机组有差转速控制方法，所述的燃气轮机-同步发电机机组为简单循环机组或者联合循环机组，其特征在于该方法包括以下步骤：1).利用安装于燃气轮机功率输出轴上的转速传感器(5)，测量燃气轮机现行转速，并将其输出给前馈加反馈有差转速控制模块(1)；2).利用安装于发电机定子输出端的功率传感器(4)，测量同步发电机现行有功功率，并将其输出给前馈加反馈有差转速控制模块(1)；3).利用安装于燃气轮机燃烧室燃料管路上的热值传感器(6)，测量现行燃料低位热值，并将其输出给前馈加反馈有差转速控制模块(1)；4).前馈加反馈有差转速控制模块包含一个前馈控制模块(3)和一个反馈控制模块(2)；前馈控制模块(3)根据燃气轮机现行转速和现行燃料低位热值，计算前馈燃料行程基准，计算方法为：$R=\frac{s_0-s}{s_0·\delta }$其中：R为有功功率百分比参考，s为燃气轮机现行转速，s₀为燃气轮机空载转速，δ为有差调节不等率，即满载转速相对于空载转速所减小的百分比，h₀为标称燃料低位热值，h为现行燃料低位热值，η₀为额定环境和工况下的热效率，η(R,P,T,H,Ξ)为现行环境和工况下的热效率函数，P为大气压力，T为大气温度，H为大气湿度，Ξ为现行余热锅炉-蒸汽轮机热效率；反馈控制模块(2)根据燃气轮机现行转速和同步发电机现行有功功率，计算反馈燃料行程基准修正量，反馈控制模块(2)中包含一个PID控制器，反馈控制模块(2)的计算方法为：首先计算有差转速偏差e：e-s₀-δ·W-s其中W为同步发电机现行有功功率；然后以e作为PID控制器的输入量，经过PID控制器的计算得到反馈燃料行程基准修正量；前馈燃料行程基准与反馈燃料行程基准修正量相加，得到有差转速控制燃料行程基准；5).将有差转速控制燃料行程基准送给燃料行程基准选择与燃料阀控制模块(7)，燃料行程基准选择与燃料阀控制模块(7)根据所有输入来的燃料行程基准的最小值，驱动燃料阀(8)；燃料阀(8)调节进入燃烧室的燃料量，从而实时调节燃气轮机输出功率，使燃气轮机-同步发电机机组的不等率跟踪不等率基准值。