一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法与流程
本申请涉及压缩空气储能，具体涉及一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法。
背景技术：
1、压缩空气储能是一种通过压缩空气将能量储存起来的先进技术，具有容量大、使用寿命长等优点，作为一种高效、可持续的能源储存方式，在可再生能源利用和电网调峰方面具有广阔的应用前景。
2、在电网发生故障，空气透平发生甩负荷后，空气透平最高飞升转速不得超过安全限值，同时空气透平的各项参数均应维持在安全范围内，应能使空气透平稳定在空载状态运行。大型压缩空气储能空气透平主要通过换热系统来控制空气透平的进气参数，换热系统控制策略不合理会造成高压缸与中压缸进气温度偏差大、进气温度不合理，从而引起机组振动大、排气温度超限造成机组保护动作停机，进一步导致甩负荷试验失败。同时，大型压缩空气储能的换热系统还存在容量大、热惯性大等特性，目前缺乏对换热系统相关控制策略的研究。开展大型压缩空气储能换热系统甩负荷工况下的控制策略的研究，控制空气透平在发生甩负荷时维持进气参数在合理范围内，避免引起机组保护动作停机，对于保障空气透平甩负荷后维持空载状态稳定运行，保障甩负荷试验成功具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
1、本申请提供一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，在大型压缩空气储能空气透平发生甩负荷后，将空气透平的换热系统控制在安全范围内，保证空气透平进气温度控制在合理范围，从而使空气透平能够快速稳定且各项参数不超限制值，避免引起机组保护动作停机，保障空气透平甩负荷试验成功。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、本申请提供一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，换热系统包括高压换热系统、中压换热系统和低压换热系统，控制方法包括以下步骤：
4、(1)在甩负荷或fcb触发后，立即联锁关闭高压换热系统温度调节阀、中压换热系统温度调节阀、低压换热系统温度调节阀；
5、(2)如果高压缸进气调节阀大于一定开度，延时一定时间，将高压换热系统温度调节阀投温度自动，否则高压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动；
6、(3)如果中压缸进气温度和高压缸进气温度偏差小于10℃，延时一定时间，将中压换热系统温度调节阀投温度自动，否则中压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动；
7、(4)将低压换热系统温度调节阀投温度自动，低压缸进气温度目标值强制为90℃；
8、(5)甩负荷或fcb复位后，空气透平各项参数调整正常，尽快并网并带负荷；
9、(6)机组电负荷高于某一定值，延时90-120s，将低压缸进气温度目标设定值恢复为正常值。
10、高压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，高压换热系统温度调节阀控制方法分两种情况，第一种，立即联锁关闭高压换热系统温度调节阀，如果高压缸进气调节阀大于一定开度，则延时60-90s，然后投温度自动；第二种，立即联锁关闭高压换热系统温度调节阀，如果高压缸进气调节阀小于一定开度，且高压缸进气温度下降10℃以上，则高压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动。
11、中压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，中压换热系统温度调节阀控制方法分两种情况，第一种，立即联锁关闭中压换热系统温度调节阀，如果中压缸进气温度和高压缸进气温度偏差小于10℃，则延时90-120s，然后投温度自动；第二种，立即联锁关闭中压换热系统温度调节阀，如果中压缸进气温度和高压缸进气温度偏差大于10℃，则中压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动，为了保障高、中压缸膨胀受力均匀，中压缸进气温度目标值应与高压缸进气温度目标值一致。
12、低压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，立即联锁关闭低压换热系统温度调节阀，然后投温度自动，低压缸进气温度目标值强制为90℃；甩负荷或fcb复位后，且机组电负荷高于某一定值，延时90-120s，将低压缸进气温度目标设定值恢复为正常值。
13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请可以在大型压缩空气储能空气透平发生甩负荷后，将空气透平的换热系统控制在安全范围内，保证空气透平进气温度控制在合理范围，从而使空气透平能够快速稳定且各项参数不超限制值，避免引起机组保护动作停机，保障空气透平甩负荷试验成功。
技术特征：
1.一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，其特征在于，换热系统包括高压换热系统、中压换热系统和低压换热系统，控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，其特征在于，高压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，高压换热系统温度调节阀控制方法分两种情况，第一种，立即联锁关闭高压换热系统温度调节阀，如果高压缸进气调节阀大于一定开度，则延时60-90s，然后投温度自动；第二种，立即联锁关闭高压换热系统温度调节阀，如果高压缸进气调节阀小于一定开度，且高压缸进气温度下降10℃以上，则高压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动。
3.根据权利要求1所述的一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，其特征在于，中压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，中压换热系统温度调节阀控制方法分两种情况，第一种，立即联锁关闭中压换热系统温度调节阀，如果中压缸进气温度和高压缸进气温度偏差小于10℃，则延时90-120s，然后投温度自动；第二种，立即联锁关闭中压换热系统温度调节阀，如果中压缸进气温度和高压缸进气温度偏差大于10℃，则中压换热系统温度调节阀联开至一定开度，然后投温度自动，为了保障高、中压缸膨胀受力均匀，中压缸进气温度目标值应与高压缸进气温度目标值一致。
4.根据权利要求1所述的一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法，其特征在于，低压换热系统温度调节阀控制方法具体为：在甩负荷或fcb触发后，立即联锁关闭低压换热系统温度调节阀，然后投温度自动，低压缸进气温度目标值强制为90℃；甩负荷或fcb复位后，且机组电负荷高于某一定值，延时90-120s，将低压缸进气温度目标设定值恢复为正常值。
技术总结
本申请涉及一种大型压缩空气储能甩负荷工况下的换热系统控制方法。大型压缩空气储能空气透平主要通过换热系统来控制空气透平的进气参数，换热系统控制策略不合理会造成高压缸与中压缸进气温度偏差大、进气温度不合理，从而引起机组振动大、排气温度超限造成机组保护动作停机，进一步导致甩负荷试验失败。本申请提出了一种新的大型压缩空气储能甩负荷工况下的空气透平转速控制方法，控制空气透平在发生甩负荷时维持进气参数在合理范围内，避免引起机组保护动作停机，对于保障空气透平甩负荷后维持空载状态稳定运行，保障甩负荷试验成功，具有十分重要的现实意义。
技术研发人员：徐万兵,周淼,李阳海,张彪,黄辉,王楠,刘俊,许涛
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5