[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2625552C1 - Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system - Google Patents

Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system Download PDF

Info

Publication number
RU2625552C1
RU2625552C1 RU2016123992A RU2016123992A RU2625552C1 RU 2625552 C1 RU2625552 C1 RU 2625552C1 RU 2016123992 A RU2016123992 A RU 2016123992A RU 2016123992 A RU2016123992 A RU 2016123992A RU 2625552 C1 RU2625552 C1 RU 2625552C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
speed
time
gas turbine
frequency
Prior art date
Application number
RU2016123992A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Сергеевич Герасимов
Андрей Николаевич Смирнов
Андрей Юрьевич Виноградов
Александр Вячеславович Козлов
Олег Николаевич Кузнецов
Олег Владимирович Бахмисов
Алексей Михайлович Хохлов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ")
Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"), Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ"), Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2016123992A priority Critical patent/RU2625552C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625552C1 publication Critical patent/RU2625552C1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: in the method for regulating gas turbines, including real-time rotation speed measurement of the rotor of the gas turbine generator, comparing the current value of the speed with the set values of each of the stages of technological protection of the gas turbine and generating protective signals, if a reduction in the speed of rotation is detected before the setting of one of the process protection stages start counting the time for this stage. In case of exceeding the speed of the setpoint value of this stage within a set time delay for its operation, the time count is stopped. Continuing to count down the time for steps with higher frequency settings. If there is no excess of the speed of the set-point value of this stage for a given time delay, a protective signal of this stage is formed to transfer the gas turbine from the power-maintaining mode with frequency correction to the speed control mode and to disconnect the generator from the network.
EFFECT: invention makes it possible to increase the reliability and survivability of a power plant by improving the reliability of gas turbines while deepening frequency drops in the power system.
1 cl

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования газовых турбин электростанций для перевода газовых турбин в режим регулирования скорости вращения при снижении частоты в энергосистеме.The invention relates to the electric power industry and can be used in automatic control systems of gas turbines of power plants for transferring gas turbines to the speed control mode while reducing the frequency in the power system.

Известен способ защиты турбомашины при сбросе нагрузки (авторское свидетельство SU №1442676, МПК F01D 21/02, опубл. 07.12.1988), согласно которому измеряют частоту вращения и угловое ускорение ротора, сравнивают их с заданными значениями и формируют защитные сигналы при превышении измеренных величин заданных значений.There is a method of protecting a turbomachine during load shedding (copyright certificate SU No. 1442676, IPC F01D 21/02, published 07.12.1988), according to which the rotational speed and angular acceleration of the rotor are measured, they are compared with the set values and protective signals are generated when the measured values are exceeded setpoints.

Недостатками данного способа являются недостаточные функциональные возможности технологической защиты турбины и длительное время восстановления параллельной работы турбины с системой.The disadvantages of this method are the lack of functionality of technological protection of the turbine and the long recovery time of parallel operation of the turbine with the system.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ управления скоростью вращения турбины во время сброса нагрузки (патент US №6070405, МПК F02C 9/28, опубл. 06.06.2000), согласно которому измеряют частоту вращения ротора генератора газовой турбины в режиме реального времени при сбросе нагрузки, сравнивают ее текущее значение с заданной уставкой защитной автоматики газовой турбины, формируют защитный сигнал, который подается на исполнительный механизм.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of controlling the speed of rotation of the turbine during load shedding (US patent No. 6070405, IPC F02C 9/28, publ. 06.06.2000), according to which the rotational speed of the rotor of the gas turbine generator is measured in real time when the load is dropped, its current value is compared with the preset setting of the protective automatics of the gas turbine, a protective signal is generated, which is fed to the actuator.

Недостатком указанного способа являются недостаточные функциональные возможности технологической защиты турбины при снижении частоты.The disadvantage of this method is the lack of functionality of technological protection of the turbine with a decrease in frequency.

Техническая задача изобретения состоит в предотвращении избыточных срабатываний технологической защиты перевода газовой турбины из режима поддержания мощности с коррекцией по частоте в режим регулирования скорости вращения при глубоких снижениях частоты в энергосистеме.The technical task of the invention is to prevent excessive triggering of technological protection of the transfer of a gas turbine from the power maintenance mode with frequency correction to the speed control mode with deep frequency decreases in the power system.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и живучести электростанции.The technical result of the invention is to increase the reliability and survivability of the power plant.

Это достигается тем, что в способе регулирования газовых турбин, включающем измерение частоты вращения ротора генератора газовой турбины в режиме реального времени, сравнение текущего значения частоты вращения с заданными уставками каждой из ступеней технологической защиты газовой турбины и формирование защитных сигналов, при выявлении снижения частоты вращения до уставки одной из ступеней технологической защиты начинают отсчет времени для этой ступени. В случае превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание отсчет времени прекращают, при этом продолжают вести отсчет времени для ступеней с более высокими уставками по частоте. В случае отсутствия превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание формируют защитный сигнал данной ступени на перевод газовой турбины из режима поддержания мощности с коррекцией по частоте в режим регулирования скорости вращения и на отключение генератора от сети.This is achieved by the fact that in the method of regulating gas turbines, which includes measuring the rotational speed of the rotor of the gas turbine generator in real time, comparing the current value of the rotational speed with the preset settings of each of the stages of technological protection of the gas turbine and generating protective signals when detecting a decrease in the rotational speed to the settings of one of the stages of technological protection begin the countdown for this stage. If the speed exceeds the setpoint value of this stage for a given time delay for its operation, the countdown stops, while continuing to count the time for steps with higher frequency settings. If there is no excess of the speed value of the setpoint value of this stage for a given time delay for its operation, a protective signal of this stage is generated to transfer the gas turbine from the power maintenance mode with frequency correction to the speed control mode and to disconnect the generator from the network.

Реализация предлагаемого способа регулирования газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме осуществляется следующим образом.Implementation of the proposed method for regulating gas turbines with deep frequency decreases in the power system is as follows.

В режиме поддержания мощности с коррекцией по частоте осуществляют постоянное измерение значения частоты вращения

Figure 00000001
ротора генератора газовой турбины. При глубоких снижениях частоты вращения
Figure 00000002
(порядка 47,5-46 Гц), до значения уставки
Figure 00000003
одной из ступеней технологической защиты газовой турбины (момент времени t0), начинают вести отсчет времени для данной ступни до достижения заданной выдержки времени tуст на ее срабатывание. На интервале времени от t0 до (t0+tуст) технологическая защита продолжает измерять значение частоты вращения
Figure 00000004
без формирования защитных сигналов.In the mode of maintaining power with frequency correction, a constant measurement of the speed value is carried out
Figure 00000001
rotor of a gas turbine generator. With deep speed reductions
Figure 00000002
(of the order of 47.5-46 Hz), up to the setting value
Figure 00000003
one of the stages of technological protection of a gas turbine (time t 0 ), they begin to count down the time for a given foot until the specified time delay t mouth for its operation is achieved. In the time interval from t 0 to (t 0 + t mouth ) technological protection continues to measure the value of the speed
Figure 00000004
without the formation of protective signals.

Если на временном интервале от от t0 до (t0+tуст) значение частоты вращения

Figure 00000005
превысит уставку
Figure 00000006
данной ступени
Figure 00000007
, то отсчет времени на этой ступени прекращают и ее срабатывания не происходит. При этом продолжают отсчет времени для ступеней с более высокими уставками по частоте вплоть до срабатывания той из них, где раньше будет достигнуто значение выдержки времени на срабатывание. Если за это время значение частоты вращения ротора генератора превысит уставку первой ступени технологической защиты, отсчет времени прекращают для всех ступеней до следующего снижения частоты.If in the time interval from t 0 to (t 0 + t mouth ) the value of the rotational speed
Figure 00000005
exceed setting
Figure 00000006
this stage
Figure 00000007
, then the countdown at this stage is stopped and its operation does not occur. At the same time, the time continues for steps with higher frequency settings until the response of one of them where the delay time for the operation is reached earlier is reached. If during this time the value of the frequency of rotation of the rotor of the generator exceeds the setting of the first stage of technological protection, the countdown is stopped for all stages until the next decrease in frequency.

В случае, если на протяжении заданной выдержки времени на срабатывание (на интервале от t0 до (t0+tуст)) значение частоты вращения

Figure 00000008
не превысит уставку
Figure 00000009
данной ступени
Figure 00000010
, происходит срабатывание ступени, при котором выдается защитный сигнал на перевод газовой турбины в режим регулирования скорости вращения, а также сигнал на отключение генераторного (или блочного) выключателя.In the event that, over a given delay time for operation (in the interval from t 0 to (t 0 + t mouth )) the value of the speed
Figure 00000008
will not exceed the setting
Figure 00000009
this stage
Figure 00000010
, a step is triggered, at which a protective signal is issued to put the gas turbine into the speed control mode, as well as a signal to turn off the generator (or block) switch.

Вследствие того, что ступени срабатывания технологической защиты газовой турбины имеют значительные выдержки времени при меньших снижениях частоты вращения

Figure 00000001
, исключается ее срабатывание в цикле синхронных качаний с глубокими снижениями частоты.Due to the fact that the stages of the technological protection of the gas turbine have significant time delays at lower rotational speed reductions
Figure 00000001
, its operation is excluded in the cycle of synchronous swings with deep decreases in frequency.

Использование настоящего изобретения обеспечивает повышение надежности и живучести электростанции за счет повышения надежности работы газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме.Using the present invention provides increased reliability and survivability of a power plant by increasing the reliability of gas turbines with deep frequency decreases in the power system.

Claims (1)

Способ регулирования газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме, заключающийся в измерении частоты вращения ротора генератора газовой турбины в режиме реального времени, сравнении текущего значения частоты вращения с заданными уставками каждой из ступеней технологической защиты газовой турбины и формировании защитных сигналов, отличающийся тем, что при выявлении снижения частоты вращения до уставки одной из ступеней технологической защиты начинают отсчет времени для этой ступени, и в случае превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание отсчет времени прекращают, при этом продолжают вести отсчет времени для ступеней с более высокими уставками по частоте, а в случае отсутствия превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание формируют защитный сигнал данной ступени на перевод газовой турбины из режима поддержания мощности с коррекцией по частоте в режим регулирования скорости вращения и на отключение генератора от сети.A method of regulating gas turbines with deep frequency drops in the power system, which consists in measuring the rotational speed of the rotor of the gas turbine generator in real time, comparing the current value of the rotational speed with the given settings of each of the stages of technological protection of the gas turbine and generating protective signals, characterized in that when detecting a decrease in the rotational speed to the setting of one of the stages of technological protection, the time begins for this stage, and if the frequency exceeds When the setpoint value of a given stage is set for a given time delay for its operation, the time counting is stopped, while the time counting is continued for steps with higher frequency settings, and if there is no excess of the rotational speed exceeding the setpoint level of this stage for a given time delay on it the operation generates a protective signal of this stage to transfer the gas turbine from the power maintenance mode with frequency correction to the speed control mode and to turn off the generator ora from the network.
RU2016123992A 2016-06-17 2016-06-17 Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system RU2625552C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123992A RU2625552C1 (en) 2016-06-17 2016-06-17 Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123992A RU2625552C1 (en) 2016-06-17 2016-06-17 Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625552C1 true RU2625552C1 (en) 2017-07-14

Family

ID=59495450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123992A RU2625552C1 (en) 2016-06-17 2016-06-17 Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625552C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1401456A1 (en) * 1962-03-15 1968-10-24 Siemens Ag Device for speed control of turbines
GB2011126A (en) * 1977-12-23 1979-07-04 Nissan Motor Turbine output control system
US4280059A (en) * 1979-12-26 1981-07-21 United Technologies Corporation Detecting power loss in free turbines
SU1442676A1 (en) * 1987-02-19 1988-12-07 Саратовский политехнический институт Method of protecting turbomachine at load drops
US6070405A (en) * 1995-08-03 2000-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling the rotational speed of a turbine during load shedding
RU2156865C2 (en) * 1995-08-03 2000-09-27 Сименс Акциенгезелльшафт Turbine speed governing system and method for controlling turbine speed at load shedding

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1401456A1 (en) * 1962-03-15 1968-10-24 Siemens Ag Device for speed control of turbines
GB2011126A (en) * 1977-12-23 1979-07-04 Nissan Motor Turbine output control system
US4280059A (en) * 1979-12-26 1981-07-21 United Technologies Corporation Detecting power loss in free turbines
SU1442676A1 (en) * 1987-02-19 1988-12-07 Саратовский политехнический институт Method of protecting turbomachine at load drops
US6070405A (en) * 1995-08-03 2000-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling the rotational speed of a turbine during load shedding
RU2156865C2 (en) * 1995-08-03 2000-09-27 Сименс Акциенгезелльшафт Turbine speed governing system and method for controlling turbine speed at load shedding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261079B2 (en) Arrangement for generating a control signal for controlling a power output of a power generation system
KR101450147B1 (en) Inertial control method of wind turbines
US8498751B2 (en) Method for early detection and anticipatory control of consumer-end load shedding in an electrical grid, and apparatus for carrying out the method
KR101253468B1 (en) Wind power generator and control method of the same
CN106286128B (en) A kind of system frequency control method and device of off-load variable-speed wind-power unit
EP2665928A1 (en) Method and apparatus for protecting wind turbines from extreme events
CA3011771C (en) Method for determining an equivalent wind velocity
JP2006170208A (en) Window farm and its control method
CN110273813B (en) Control method, device and equipment for wind yaw of wind driven generator set
WO2012152280A1 (en) Method and appratatus for protecting wind turbines from extreme events
EP2904264A1 (en) Wind turbine control
EP3317517A1 (en) Initialisation of wind turbine control functions
US20070022756A1 (en) Method and system for controlling a reheat turbine-generator
RU2625552C1 (en) Method of regulation of gas turbines at deep frequency reductions in energy system
EP2708737A1 (en) Method for operating a thermal power plant
KR20180095020A (en) Control method of wind power plant
WO2016184470A1 (en) Method and system for controlling a wind turbine generator
JP6404469B2 (en) Method and control device for synchronizing a turbine with a current network
Wickramasinghe et al. Design considerations for inertia emulating controllers used in variable speed wind turbines
CN110492823B (en) Overvoltage stall suppression parameter self-adaption and stall loss time self-compensation method
Wang et al. Assessment of system frequency support effect of PMSG-WTG using torque-limit-based inertial control
WO2020120008A1 (en) Method and controller for full-power control of a wind turbine
WO2019238189A1 (en) Method and apparatus for wind turbine control without source controller alteration
CN107387594B (en) A kind of self-synchronizing clutch low speed synchronous method having low speed defencive function
RU2412512C1 (en) Emergency control method of power of turbine generator of modular thermal power station (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200618

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210820