汽轮机调节性能异常检测及控制优化的关键技术研究与应用
181
完成单位:大唐东北电力试验研究院有限公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-1-01
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
1、立项背景:近年来,新能源并网发电比例逐年增加,煤电机组全年平均负荷率逐渐降低,使得煤电机组运行严重偏离设计工况,且需要快速频繁进行深度变负荷调整。从而,使得许多汽轮机出现了调速系统调节异常、设备部件性能退化严重等一系列影响机组安全运行的问题。因此,本项目旨在从汽轮机调节性能的在线监测、异常检测及控制优化等方面的入手,针对煤电机组存在的上述关键问题,开展汽轮机调节性能异常检测及控制优化的关键技术研究与应用。 授权专利及发表论文情况:已申请软件著作权3项;国家发明10项(已授权3项、已受理7项);发表论文10篇(SCI检索2篇、EI检索3篇、中文核心检索5篇)。 功能效果(益):该项目技术已在国内数台机组上应用测试,取得了良好的应用效果:可以提高机组AGC和一次调频性能,改善电网的调峰及新能源消纳能力,具有极大的社会效益;可以改善机组调节精度、降低机组调节频度,减小硬件设备日常损耗,从而间接提高电厂的运行效益。
2、主要做法及创新亮点:项目研究并掌握了汽轮机调节性能的异常检测及控制优化的关键技术,实现了物理机制分析、历史运行大数据获取、人工智能方法建模及调节性能控制优化的融合创新。主要科技内容及创新点如下: (1)开发了汽轮机调节性能异常检测及控制优化大数据平台,适用于IPV4和IPV6两种网络架构,能够对结构化和非结构化的多型数据进行大规模采集、传输、预处理及存储,为融合模型的建立奠定了有效数据基础。 (2)提出了应用于汽轮机调节性能在线异常检测的机理分析、大数据分析及人工智能的融合建模方法,实现了汽轮机调节性能的在线监测及故障诊断。 (3)基于多自由度设计策略,提出了宽适应性AGC优化控制技术,并应用于大型机组变工况调节性能优化。
3、实施应用前后效果:实施应用前,调门的开度未能按照阀位指令及时达到预期开度,从而导致实际流量偏低,无法满足负荷要求。采用单阀运行带负荷时,1X振动88μm、1Y振动81μm。采用不同顺序阀运行时,1X振动最小135μm,最大210μm。 实施应用后,优化后的流量特性曲线线性度明显改善,同时重新设计后的重叠度可以满足负荷调整需求,负荷调整速率得到提高。通过阀序调整优化可以实现顺序阀运行方式的稳定投入,振动值降低20um,优化效果显著。
4、推广应用价值及范围: 推广应用于电力系统汽轮机异常检测及运行优化领域。本项目从汽轮机调节性能的在线监测、异常检测及控制优化等方面入手,可有效解决实际机组快速深度变负荷调节问题及故障。 项目执行期间,对大唐武安公司、大唐锦州公司、大唐发耳公司、华能达拉特发电厂、国电吉林江南电厂等遍历五大发电集团的十余家发电企业机组进行不同方面的应用测试,有效解决了机组快速深度变负荷调节问题及故障,具有明显的生态和社会效益。