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技术分享|新华科技智能控制技术之四:iFOC深度调峰技术

2023-05-18| 分享文章

引言

《2022智慧电厂工业洞察白皮书》已于4月25日在西安“2023智慧电厂论坛”重磅宣布 ;作为《白皮书》联合宣布单位和论坛支持单位 ,新华科技主编智能控制版块 ,论述发电行业智能控制技术及智慧电厂解决计划。

为此 ,我们陆续推出技术分享系列 ,分篇介绍新华科技智能控制技术的技术立异点及其在火电机组上的立异应用。本篇介绍iFOC深度调峰的技术路线、应用案例和客户价值。



火电机组调峰是指在电力系统负荷波动较大的情况下 ,火电机组能够快速调解着力 ,以满足电网的需求。深度调峰是指机组在短时间内(一般为4小时以上)可以运行在30%Pe甚至更低的负荷 ,以满足电网宁静稳定运行需求。目今形势下 ,随着新能源大面积接入电网 ,深度调峰能力已成为权衡火电机组调峰能力的重要指标之一 ,也是电力系统稳定运行的重要包管。


技术路线

iFOC深度调峰主要应用的先进控制技术有:

  1. 基于状态变量预估的自适应动态加速技术 ;

  2. 基于增益调理的动态加速自适应控制 ;

  3. 小幅连续反向AGC指令下的动态加速输出抑制技术 ;

  4. 给水再循环优化控制技术 ;

  5. 小机切投泵的自动控制技术 ;

  6. 自适应的基于过热器焓增特性汽温控制技术。



基于状态变量预估的自适应动态加速技术

基于状态变量预估的自适应动态加速技术 ,是一种立异的控制算法 ,可以实现对庞大系统的精细化控制 ,具有良好的自适应性和鲁棒性。包括系统状态变量的预估和修正、自适应控制参数的调解及控制品质包管等。其优点在于可以凭据实时的数据进行自适应调解 ,不需要对系统进行过多的先验设定 ,具有更好的通用性和适应性。


基于增益调理的动态加速自适应控制技术

基于增益调理的动态加速自适应控制技术 ,主要实现火电机组控制系统在差别的负荷规模内自适应地调解动态加速的增益 ,从而提高机组响应速度和稳定性 ,优化控制效果。主要包括:①在包管发电系统稳态和宁静性的前提下 ,实现机组CCS系统的阶跃响应性能优化 ;②提升机组在动态变革的负荷和种种情况的情况下的控制品质 ,提升控制系统的自适应性和稳定性 ;③扩展在控制指标约束下的负荷阶跃扰动规模 ,减少动态加速历程中的振荡 ,包管动态响应历程的平稳性和准确性。



应用案例

01 案例一

某330MW亚临界机组 ,接纳iFOC深度调峰等智能优化技术后 ,深调测试曲线如下。经权威机构测评 ,深调最小机组着力为29.7%Pe(98MW)。



机组深度调峰最小技术着力指标评测结果

序号指标参数验收要求评测结果
1负荷下降阶段负荷变革速率不小于0.8%Pe1.35%Pe
2负荷上升阶段负荷变革速率不小于0.8%Pe1.45%Pe
3负荷稳定阶段稳准时间不少于4小时4小时零8分
4负荷稳定阶段锅炉运行稳定性锅炉运行稳定运行稳定
5负荷稳定阶段锅炉运行宁静性锅炉宁静运行运行宁静
6负荷稳定阶段污染物排放指标NOx≤50mg/Nm3
SO2≤35mg/Nm3
粉尘≤10mg/Nm3
NOx:36.67mg/Nm3
SO2:21.96mg/Nm3
粉尘:7.78mg/Nm3
7负荷稳定阶段机组振动指标振动不超标82.87?m(不超标)
8负荷稳定阶段各主辅设备运行性能稳定、宁静稳定、宁静
9负荷稳定阶段机组热工自动指标自动投入 ,CCS投入且满足运行要求CCS全程投入运行
10负荷稳定机组负荷负荷波动相对平均值±3%Pe以内-0.39~0.583%Pe



02 案例二

某660MW超临界机组 ,接纳iFOC深度调峰等智能优化技术后 ,深度调峰历程中的自动切、并泵历程曲线和深度调峰测试历程(30%Pe)曲线如下。




应用小结

应用iFOC深度调峰等智能优化技术后 ,火电机组可以实现30%Pe-100%Pe负荷下CCS全程投入 ,自动实现小机汽源投切和再循环门控制 ,自动实现机组干、湿态转换功效(分为人工确认和强制转态二种) ,从而提高机组的灵活性、经济性和稳定性。30%Pe~50%Pe的20%Pe阶跃变负荷历程中 ,实际负荷变革率大于1.35%Pe/min ,优于要求的0.8%Pe/min标准 ,其他的各项指标也优于行业标准。

以案例二为例 ,通过优化控制战略 ,应用iFOC深度调峰技术 ,可挖掘机组深度调峰能力 ,降低操作人员劳动强度 ,使机组在深调中响应更快、更宁静、更高效、更稳定 ,真正实现了“低谷压得下 ,岑岭顶得上”的运行目标。参照最近月份深调频次和煤炭价格 ,此项应用将助力电厂在宁静平稳的前提下降本增效约100万元/月 ,年创效可达1000万元左右。



新华科技智能控制技术专门为解决大型火电机组控制难题而研发 ,目前已无缝集成在新华iPlant智能发电平台中 ,与智能预警技术一起 ,作为ICS智能控制的应用双核 ,为打造“宁静高效环保灵活”的智慧电厂提供强力技术支撑。未来 ,新华科技将基于新华CANOS大数据平台 ,继续整合需求、聚合数据、融合优势 ,提供ICS智能控制和IMS智慧治理两类应用 ,致力于构建行业生态配合体 ,推动智慧电厂建设高质量生长!

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