СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ Российский патент 2012 года по МПК H02P3/04 H02P9/48 F02C9/28 

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., с.22-23.

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.

Недостатком известного способа управления ГТЭС является возможность прекращения набора мощности вследствие выхода на ограничение температуры газов за турбиной на низких проходных частотах вращения турбокомпрессора при высокой температуре воздуха на входе в ГТУ.

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.

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 ограничитель температуры газов за турбиной, воздействующий на уставку регулятора частоты вращения газотурбинного привода, включают в работу при частоте вращения турбокомпрессора не менее наперед заданной величины, определяемой для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем.

На фигуре 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 программа регулятора частоты n вращения ГТУ (контур управления n). 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 ПУ 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 ограничитель температуры газов за турбиной, реализованный в БУД 2 и воздействующий на уставку регулятора частоты вращения газотурбинного привода, включают в работу при частоте вращения турбокомпрессора не менее наперед заданной величины, определяемой для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем.

Так, например, для ГТА6/8РМ производства ОАО «Сатурн - ГТ», г.Рыбинск, в состав которого входит ГТУ на базе двигателя Д-30 (с силовой турбиной), эта величина составляет 78%.

Таким образом, за счет повышения качества управления ГТУ при работе ГТЭС в энергосистеме неограниченной мощности, а именно блокировки работы ограничителя температуры газов за турбиной на «левой» ветке характеристики ГТУ, 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). Техническим результатом является повышение надежности работы ГТУ и ГТЭС за счет повышения качества работы САУ ГТУ. В способе управления газотурбинной электростанцией дополнительно ограничитель температуры газов за турбиной, воздействующий на уставку регулятора частоты вращения газотурбинного привода, включают в работу при частоте вращения турбокомпрессора не менее наперед заданной величины, определяемой для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем. 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 ограничитель температуры газов за турбиной, воздействующий на уставку регулятора частоты вращения газотурбинного привода, включают в работу при частоте вращения турбокомпрессора не менее наперед заданной величины, определяемой для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем.