СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ Российский патент 2011 года по МПК F02C9/00 

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинных установок (ГТУ), используемых для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС).

Известен способ ручного управления ГТЭС, Константинов В.Н. Системы судовых электроэнергетических систем. - Л.: Судостроение, 1972 г.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТЭС при параллельной работе с сетью неограниченной мощности путем измерения частоты сети неограниченной мощности и активной мощности ЭГ, сравнения фактической активной мощности ЭГ с заданной и изменения уставки регулятора частоты вращения ГТУ в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями активной мощности, Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ., ОАО «НПО «Сатурн», г.Рыбинск, 2001 г., с.61-67.

Недостаток известного способа управления ГТЭС является зависимость точности поддержания заданной мощности от точности синхронизации и изменения частоты сети, связанной с принципиально необходимым статизмом регуляторов частоты вращения ГТУ, через которые выполняется регулирование активной мощности.

Это снижает надежность работы ГТЭС при параллельной работе с внешней энергосистемой неограниченной мощности.

Целью изобретения является повышение надежности работы ГТЭС за счет повышения качества управления ГТУ при подключении ГТЭС к внешней энергосистеме неограниченной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТЭС при параллельной работе с сетью неограниченной мощности путем измерения частоты сети неограниченной мощности и активной мощности ЭГ, сравнения фактической активной мощности ЭГ с заданной и изменения уставки регулятора частоты вращения ГТУ в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями активной мощности, дополнительно при включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности к уставке регулятора частоты вращения ГТУ прибавляется отклонение частоты сети от 50 Гц, умноженное на коэффициент, вычисляемый как отношение номинальной частоты ЭГ (50 Гц) к номинальной частоте вращения ГТУ при частоте ЭГ 50 Гц.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), электронный блок 2 управления ГТУ (БУД), блок 3 управления дозатором (БУШДГ), дозатор 4, причем дозатор 4 подключен к БД 1, пульт 5 оператора (ПУ), подключенный к БУД 2.

Устройство работает следующим образом.

Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 5 задает режим работы ГТУ: запуск, номинал, максимальный и т.д.

Команда оператора от ПУ 5 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2.

БУД 2 представляет собой специализированную ПЭВМ с устройствами ввода/вывода и вычислителем, в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) которого записано специальное программное обеспечение (СПО), реализующее алгоритмы управления ГТУ.

Практически на всех рабочих режимах работы ГТУ в БУД 2 работает регулятор частоты п вращения ГТУ (контур управления п). С помощью БД 1 измеряют частоту вращения ГТУ, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения ГТУ, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения ГТУ формируют потребный расход топлива в КС по расходной характеристике дозатора 4, которая записывается в энергонезависимую память вычислителя БУД 2 в процессе приемосдаточных испытаний ГТУ, формируют заданное положение дозатора 4, сравнивают его с измеренным в БД 1 положением дозатора, по величине рассогласования формируют управляющее воздействие и выдают его в БУШДГ 3. БУШДГ 3 является по своей сути электромеханическим преобразователем, выполненным, например, в виде шагового двигателя. В зависимости от величины управляющего воздействия, полученного от БУД 2, БУШДГ 3 изменяет положение дозатора 4, а соответственно и расход топлива в КС ГТУ.

При поступлении из ГТУ 5 команды оператора «Включение в сеть неограниченной мощности» в БУД 2 измеряют с помощью БД 1 частоту сети неограниченной мощности и активную мощность ЭГ, сравнивают фактическую активную мощность ЭГ с заданной с ПУ 5 (или от АСУ ТП, на чертеже не показана), изменяют уставку регулятора частоты вращения ГТУ в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями активной мощности.

Дополнительно при включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности в БУД 2 к уставке регулятора частоты вращения ГТУ прибавляют отклонение измеренной с помощью БД 1 частоты сети от 50 Гц, умноженное на коэффициент, вычисляемый как отношение номинальной частоты ЭГ (50 Гц) к номинальной частоте вращения ГТУ при частоте ЭГ 50 Гц.

Так, например, для ГТА6/8РМ производства ОАО «Сатурн - ГТ», г.Рыбинск, в состав которого входит ГТУ на базе двигателя Д-30 (с силовой турбиной), этот коэффициент составляет 0,016666. Для ГТЭС-2,5 того же производства с ГТУ на базе двигателя Д049 (одновальный ГТУ) этот коэффициент составляет 0,0035714.

Таким образом, за счет повышения качества управления ГТУ при включении ГТЭС в энергосистему неограниченной мощности, а именно учета фактической частоты сети обеспечивается повышение надежности работы ГТУ и ГТЭС в целом.

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинных установок (ГТУ), используемых для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС). Дополнительно при включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности к уставке регулятора частоты вращения ГТУ прибавляется отклонение частоты сети от 50 Гц, умноженное на коэффициент, вычисляемый как отношение номинальной частоты ЭГ (50 Гц) к номинальной частоте вращения ГТУ при частоте ЭГ 50 Гц. Технический результат изобретения - повышение надежности работы ГТУ и ГТЭС за счет повышения качества работы САУ ГТУ. 1 ил.

Способ управления газотурбинной электростанцией (ГТЭС) при параллельной работе с сетью неограниченной мощности путем измерения частоты сети неограниченной мощности и активной мощности электрогенератора (ЭГ), сравнения фактической активной мощности ЭГ с заданной и изменения уставки регулятора частоты вращения газотурбинного привода электрогенератора (ГТУ) в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями активной мощности, отличающийся тем, что дополнительно при включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности к уставке регулятора частоты вращения ГТУ прибавляется отклонение частоты сети от 50 Гц, умноженное на коэффициент, вычисляемый как отношение номинальной частоты ЭГ (50 Гц) к номинальной частоте вращения ГТУ при частоте ЭГ 50 Гц.