660MW超超临界直接空冷机组FCB功能实现与经济性分析

介绍了某660 MW超超临界汽轮机组实现FCB功能设计对机组FCB触发逻辑、主再热蒸汽系统、旁路系统、除氧器容量等系统或设备的配置要求;对具备FCB功能机组及非FCB机组的初建投资费用,及电网故障对停机、启机运行成本消耗进行了经济性比较。结果表明虽然FCB功能机组初投资费用较大,但能有效减少由于电网故障造成的经济损失,同时可以大大降低电厂运行成本,因此在该机组上配备FCB功能的方案是可行的。     

应用序优化理论的快速切负荷机组布点方案

具备快速切负荷(fast cut back,FCB)功能的火电机组能在外部电网发生故障时带厂用电运行,在故障消除之后迅速对外供电,是一种性能优异的黑启动电源。分析了FCB机组对电网恢复的影响,以电网机组恢复时间最短为目标,考虑机组启动时间、启动功率、线路充电时间等约束条件,建立了FCB机组优化布点方案模型。在满足工程需要的前提下提高计算效率,引入序优化理论,确保以足够高的概率得到足够好的FCB机组的布点方案。通过经典IEEE-118节点算例和某实际系统算例验证了模型和算法的有效性。算例结果表明,合理的FCB机组布点方案能够减少系统恢复时间。     

燃煤电站全厂FCB功能实现及控制策略

国产出口火电机组中普遍要求具备快速切负荷（FCB）功能,且在FCB功能设计时需要考虑多台机组的FCB情况。本文以老挝HongSa 3×626 MW燃煤电站为例,对FCB功能进行控制需求和机组系统配置分析,根据电站既有的配置,制定了每台机组独自转入FCB工况的控制方案,并提出判别电气FCB的方法及机组FCB过程中的关键控制策略。通过该机组FCB试验和实际运行中触发全厂FCB的动作情况,证明全厂FCB控制方案和机组FCB控制策略是正确和有效的,这为电网和机组带来较大的安全效益和经济效益,可供大型火电机组的FCB功能设计参考。     

综合考虑投资成本和经济收益的快速切回机组布点方案

随着大型火电机组快速切回(FCB)技术的成熟,将FCB机组作为大停电后黑启动电源的设想成为可能。规划FCB机组的布点位置,应兼顾工程实际。文中首先采用图论方法推导了最优布点方案的性质,证明已知活跃顶点个数的最优布点方案具有继承性。继而提出采用递推法对FCB机组布点方案进行寻优。然后,建立了FCB机组布点方案的经济效益指标,基于递推法计算结果,依据该指标筛选出同时满足安全性和经济性要求的FCB机组最优布点方案。算例分析结果表明,递推法较常规方法计算效率高、鲁棒性强。并且,结合经济性指标,得到的结果方案可作为实际系统黑启动电源规划的决策依据。     

国产1 000 MW火电机组FCB功能设计与实现

针对电力系统运行的需求,论述了实现火电机组FCB功能的必要性,并指出了火电机组实现FCB功能的关键技术与实现基础。以某台建设期未设计FCB功能的1 000 MW火电机组为例,通过对实际系统配置情况的分析,提出了实现机组FCB功能的系统改造与控制逻辑设计方案和循序渐进开展FCB功能试验的步骤,给出了100%负荷FCB功能试验结果。试验结果证明提出的改造方法及实施方案是正确和有效的,并且具有改造周期短、成本低的优点,可为电网和机组带来巨大的安全效益和经济效益。     

含快速切负荷功能火电机组的电力系统黑启动策略

具有快速切负荷(FCB)功能使得火电机组在电网崩溃时能够维持厂用电并保持孤岛运行,在系统恢复时可以作为黑启动电源。分析了FCB机组在系统恢复阶段的稳态过程,建立了相应的稳态模型;以系统发电容量最大为优化目标,考虑机组自身约束,从物理本质出发提出一种改进面积法,快速求得优化的机组启动顺序;在此基础上,考虑支路充电时间约束,结合最短路径算法对机组启动顺序进行修正,得到机组启动路径。通过新英格兰10机39节点系统算例和某地区实际系统算例,验证了所建立模型和所提出方法的有效性。算例结果表明,FCB机组有利于加快系统恢复进程。     

考虑系统恢复能力的快速切负荷机组最优布点策略

具有快速切负荷(fast cut back, FCB)功能的火电机组在电力系统发生大停电事故后能够维持厂用电运行并迅速为停电区域供电，是一种性能优异的黑启动电源。FCB机组的布点策略会影响电力系统的恢复能力。在此背景下，建立了考虑系统恢复能力的FCB机组最优布点模型。首先，分析了FCB机组和非黑启动机组在电力系统恢复过程中的功率特性及其差异。然后，以最大化系统恢复能力为目标函数，考虑机组出力特性、FCB机组改造台数、恢复过程中电力潮流等约束条件，构建了FCB机组最优布点优化模型。采用线性化处理方法，将所提出的模型转化为混合整数线性规划模型，并采用高效商业求解器求解。最后，采用IEEE 39节点系统算例和IEEE 118节点系统算例验证了所提模型的有效性。算例结果表明，所提FCB机组布点方案能够有效提升系统的恢复能力。     

含快速切负荷功能火电机组的电力系统黑启动策略

具有快速切负荷(FCB)功能使得火电机组在电网崩溃时能够维持厂用电并保持孤岛运行,在系统恢复时可以作为黑启动电源.分析了FCB机组在系统恢复阶段的稳态过程,建立了相应的稳态模型;以系统发电容量最大为优化目标,考虑机组自身约束,从物理本质出发提出一种改进面积法,快速求得优化的机组启动顺序;在此基础上,考虑支路充电时间约束,结合最短路径算法对机组启动顺序进行修正,得到机组启动路径.通过新英格兰10机39节点系统算例和某地区实际系统算例,验证了所建立模型和所提出方法的有效性.算例结果表明,FCB机组有利于加快系统恢复进程.     

火电机组快速甩负荷功能的应用和实现

火电机组快速甩负荷(FCB)功能的实现对于电网大面积停电后的快速恢复,减少停电带来的损失有重要作用。在综述电网黑启动重要性及国内外机组FCB发展的基础上,重点针对国内电网火电机组实现FCB的必要性和可能性,从系统配置、运行控制和操纵人员技能三方面分析了火电机组参与FCB的影响因素以及相应的解决方法或原则,为我国火电机组增强或完善FCB功能提供参考。     

火电机组FCB功能的实现

介绍了火电机组快速甩负荷(FCB)的功能及优点,阐述了FCB功能实现的条件,包括:机组需配备大容量旁路系统,汽轮机调速系统的快速响应,小汽轮机汽源的无扰切换,凝结水系统快速启动,锅炉快速减负荷能力;FCB信号的生成及机组联锁保护的原则,并对机组FCB时各热力系统的控制策略进行了说明,指出火电机组FCB功能不仅对电网调度有利,还有助于提高机组运行的安全性和经济性。     

火电机组快速甩负荷功能的实现

快速甩负荷(FCB)功能能够为电力系统迅速恢复故障状态提供启动安全保障,加快机组的恢复速度。介绍了火电机组实现甩负荷带厂用电运行的FCB工况,并对此工况下主要电气系统运行参数的变化进行仿真,通过观察FCB发生后各参数变化,证明火电厂通过各相关系统的配合能够成功实现机组甩负荷带厂用电的FCB工况,并在较小损耗下维持稳定运行状态。     

加快含快速切回机组电网恢复的动态分区策略

现有电网恢复研究中将快速切回(FCB)机组加入电网串行恢复序列,未充分利用FCB机组能够独立恢复周边电源和负荷的能力。与传统的黑启动水电机组相比,火电机组的FCB功能不能100%成功实施,含FCB机组的电网恢复需要根据黑启动电源情况动态分区。因此,文中在传统GN分裂算法的基础上,提出了适用于含FCB机组电网的分区恢复策略。首先,采用网络的Laplace矩阵特征值识别分区数量,同时考虑了电网分区中黑启动电源要求、功率平衡要求,以及分区划分的速度要求,建立基于改进GN分裂算法的电网分区方法,实现含FCB机组电网的快速自动分区。最后,新英格兰系统和部分江苏电网实际系统仿真结果表明,所提分区方法能够有效地对电网进行动态分区。     

1000MW超超临界机组FCB试验

在电网出现突发性故障时,具备机组快速甩负荷(FCB)功能的机组可快速减负荷并迅速转为带厂用电作孤岛运行,随时可恢复对外送电,大大缩短电网恢复时间。根据外高桥二期实现FCB的经验,外高桥三期1 000 MW超超临界机组在工程设计阶段就对系统设计和配置作了进一步的改进和优化,包括机组连锁方式的变化,低压旁路和除氧水箱容量的增加,再热安全门型式的改进,给水泵和所配汽轮机的优化等。介绍了在FCB时的旁路系统、高压加热器及除氧水箱等的特殊控制方式。通过全真工况的75%负荷及100%负荷FCB试验的成功,再次证明了超超临界大机组实现FCB的可行性和技术的成熟性。     

大容量火力发电机组快速切负荷功能应用分析

以6台具备机组快速切负荷(fast cutback,FCB)功能的大容量火力发电机组为对象,分析FCB功能实现过程中遇到的问题及改进措施。结果表明:具备FCB功能的大容量火力发电机组可作为电网短期故障情况下的启动电源,机组旁路系统、辅机系统及相关控制系统需要进行优化设计。     

火电快速甩负荷机组动态仿真建模

快速甩负荷(FCB)技术是一种能够在电网黑启动中发挥关键作用的技术,而FCB机组动态仿真模型是研究FCB技术的基础。现有常规火电机组模型均无法准确模拟FCB工况的动态特性,为此在分析总结火电机组实现FCB功能所必需的各项技术的基础上,建立了含旁路系统的汽轮机模型以及含FCB功能的原动机调速系统模型,并加入锅炉、电力系统稳定器(PSS)、励磁系统及发电机模型组成含FCB功能的火电机组动态模型。以台山电厂FCB实验机组为例,通过Matlab/Simulink建立FCB机组的动态仿真模型,其仿真结果与现场实验结果基本一致,说明所建立的FCB机组动态模型能够准确地模拟机组在FCB工况下的动态特性,可为研究FCB机组和大旁路机组及其在电力系统的应用提供模型参考。     

电网故障与火电厂机组控制应对

美加电网大面积停电，普遍关注的焦点是电网的安全。从电厂的角度出发，通过实践总结电厂应对电网故障的方案。电网发生有限故障时，电厂首先的应对是机组良好的、宽负荷范围的一次调频和及时恰当的二次调频作用，电网发生故障特别是当电厂存在脱离系统而带局域电网运行的可能时，汽轮机组精确完善的超速保护控制(OPC）是维持局域电网运行的极重要功能，当电网发生严重故障发电厂孤立运行时，成功实现机组快速甩负荷(FCB)功能带厂用电运行是电网恢复的最佳对策。就一次词频、OPC、FCB等电厂控制方案在上海宝钢电厂的实践展开讨论，以说明完善的电厂控制可减轻电网故障程度。     

大型发电机组FCB功能的探讨

FCB功能的实现是现有运行方式的一种补充。本文从FCB的提出背景、实现FCB的不利因素、以及FCB对机组的影响等方面分析了机组采用FCB的可靠性和必要性。一旦发生解网事故,笔者认为首先应将厂用电切至备用电源,待FCB成功后再起励并网,避免小岛运行失败后因失去厂用电对机组带来的危害。     

对FCB若干问题的探讨

对火电厂中机组快速甩负荷(FCB)控制功能的配置与否一直存在一些争论。根据多年的实践经验,尝试探讨了FCB控制与机组工质回收、汽轮机旁路容量选择、电厂安全经济运行及汽轮机性能的关系,介绍了在FCB工况下控制锅炉压力飞升、防止汽轮机"鼓风"效应的技术措施和锅炉自动安全门(PCV阀)的选配原则。认为"功在电网,利在电厂"是FCB功能的价值体现。要进一步提高电网和电厂的安全性,FCB控制功能是火电厂实现"孤岛运行"和"热启动"的基础,因此,应加强机组FCB控制功能的应用。