本申请涉及发电装置控制,更具体地,涉及一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法及设备。
背景技术:
1、目前,超临界二氧化碳发电装置属于新型发电系统,具有热电转换效率高、动力设备和系统体积小、结构简单紧凑、灵活性好等显著优势,是一种在核能发电、太阳能发电、地热发电、化石燃料发电、废热利用和船舶动力等领域极具潜力的新兴动力发电技术。
2、现有的超临界二氧化碳循环发电装置的控制方法主要包括旁通控制方法和压力控制方法;其中,旁通控制方法具体为:在透平与热源之间设置旁通管路并设置旁通阀,在压缩机进口设置压力调节阀,分别对超临界二氧化碳循环发电装置的输出功率、压缩机入口压力进行调节;旁通控制方法能够保证系统在各种负荷波动情况下稳定运行,可靠性较高;然而负荷调节过程中大量被旁通的高温二氧化碳气体工质未做功,进而大大降低了系统热电转换效率。
3、但是,现有技术中的超临界二氧化碳循环发电装置的控制方法启动过程涉及电动模式和发电模式的控制切换,各阶段的运行控制逻辑基于人工经验确定,控制参数调试过程复杂,难以同时兼顾超临界二氧化碳发电装置启动过程的超临界态稳定性和快速机动性。
技术实现思路
1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求,本发明提供了一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法及设备,用以解决现有技术中的控制方法在启动超临界二氧化碳循环发电装置时,需要基于人工经验确定控制参数的调试,难以同时兼顾超临界二氧化碳发电装置启动过程的超临界态稳定性和快速机动性。
2、为实现上述目的,按照本发明的第一个方面,提供了一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,包括:
3、向超临界二氧化碳发电装置的循环管道回路内进行二氧化碳工质充装,并在达到启动条件时进入启动阶段;
4、基于超临界二氧化碳发电装置的转速参数和建立的工质循环回路调整工质流量的比例关系进行分级控制;
5、当超临界二氧化碳发电装置的转速参数和功率参数达到发电条件时,将电机从电动机控制模式切换为发电机控制模式。
6、在一种可能的实现方式中,向超临界二氧化碳发电装置的循环管道回路内进行二氧化碳工质充装,并在达到启动条件时进入启动阶段,包括:
7、根据超临界二氧化碳发电装置的历史启动数据设置启动条件;
8、对循环管道回路除杂后内进行二氧化碳工质充装;
9、当循环管道回路参数达到启动条件时,启动超临界二氧化碳发电装置。
10、在一种可能的实现方式中,根据超临界二氧化碳发电装置的历史启动数据设置启动条件,包括:
11、对历史启动数据进行分析确定工质压力初始值和工质温度初始值;
12、在工质压力初始值和工质温度初始值的基础上叠加自适应函数确定工质压力阈值和工质温度阈值;
13、启动条件为循环管道回路内的工质压力最低值和温度最低值达到工质压力阈值和工质温度阈值。
14、在一种可能的实现方式中,基于超临界二氧化碳发电装置的转速参数和建立的工质循环回路调整工质流量的比例关系进行分级控制,包括:
15、当转速参数达到第一转速预设值时,通过工质循环回路调整工质流量的比例关系至第一预设比例并启动热源;
16、当转速参数达到分级控制阶段条件时,调整工质循环回路的结构使超临界二氧化碳发电装置进入对应分级控制阶段。
17、在一种可能的实现方式中,当转速参数达到分级控制阶段条件时,调整工质循环回路的结构使超临界二氧化碳发电装置进入对应分级控制阶段,包括:
18、当转速参数达到第二转速预设值时,调整工质循环回路的结构使得工质流量的比例关系至第二预设比例,使超临界二氧化碳发电装置进入第一级控制阶段。
19、在一种可能的实现方式中,当转速参数达到分级控制阶段条件时,调整工质循环回路的结构使超临界二氧化碳发电装置进入对应分级控制阶段,还包括:
20、当转速参数达到第三转速预设值时,调整工质循环回路的结构使得工质流量的比例关系至第三预设比例,使超临界二氧化碳发电装置进入第二级控制阶段。
21、在一种可能的实现方式中,当转速参数和工质流量的比例关系达到第三阶段条件时,使超临界二氧化碳发电装置进入第三级控制阶段,还包括:
22、当转速参数达到第四转速预设值时,调整工质循环回路的结构使得工质流量的比例关系至第四预设比例,使超临界二氧化碳发电装置进入第三级控制阶段。
23、在一种可能的实现方式中,功率参数包括压缩机功率和透平功率;当超临界二氧化碳发电装置的转速参数和功率参数达到发电条件时,将电机从电动机控制模式切换为发电机控制模式,包括:
24、发电条件为转速参数达到第五转速预设值,同时压缩机功率大于透平功率且压缩机功率与透平功率之差不大于预设差值;
25、驱动电机从电动机控制模式切换为发电机控制模式,调整工质循环回路的结构使得转速参数达到额定转速。
26、按照本发明的第二个方面,还提供了一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制设备,其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元,其中,所述存储单元存储有计算机程序,当所述计算机程序被所述处理单元执行时,使得所述处理单元执行上述任一项所述用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法的步骤。
27、按照本发明的第三个方面,还提供了一种存储介质,其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序,当所述计算机程序在访问认证设备上运行时,使得所述访问认证设备执行上述任一项所述用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法的步骤。
28、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
29、本发明提供的一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,在二氧化碳工质充装后达到启动条件时使超临界二氧化碳发电装置进入启动阶段,为超临界二氧化碳发电装置设置多级控制条件,使得超临界二氧化碳发电装置能够进行分级控制逐步达到设置的发电条件后,启动超临界二氧化碳发电装置进行发电操作,不需要通过人工经验确定控制参数的调试,通过事先设置可以实现超临界二氧化碳发电装置的工作模式自动切换,且由于是逐级控制超临界二氧化碳发电装置的,使得超临界二氧化碳发电装置进行发电的过程比较平缓,从而达到了兼顾超临界二氧化碳发电装置启动过程的超临界态稳定性和快速机动性的效果。
1.一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述向超临界二氧化碳发电装置的循环管道回路内进行二氧化碳工质充装,并在达到启动条件时进入启动阶段,包括:
3.如权利要求2所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述根据超临界二氧化碳发电装置的历史启动数据设置启动条件,包括:
4.如权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述基于超临界二氧化碳发电装置的转速参数和建立的工质循环回路调整工质流量的比例关系进行分级控制,包括:
5.如权利要求4所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述当所述转速参数达到分级控制阶段条件时,调整所述工质循环回路的结构使所述超临界二氧化碳发电装置进入对应分级控制阶段,包括:
6.如权利要求4所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述当所述转速参数达到分级控制阶段条件时,调整所述工质循环回路的结构使所述超临界二氧化碳发电装置进入对应分级控制阶段,还包括:
7.如权利要求4所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述当所述转速参数和所述工质流量的比例关系达到第三阶段条件时,使所述超临界二氧化碳发电装置进入第三级控制阶段,还包括:
8.如权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法,其特征在于,所述功率参数包括压缩机功率和透平功率;所述当超临界二氧化碳发电装置的转速参数和功率参数达到发电条件时,将电机从电动机控制模式切换为发电机控制模式,包括:
9.一种用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制设备,其特征在于,包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元,其中,所述存储单元存储有计算机程序,当所述计算机程序被所述处理单元执行时,使得所述处理单元执行权利要求1~7任一项所述用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序,当所述计算机程序在访问认证设备上运行时,使得所述访问认证设备执行权利要求1~7任一项所述用于超临界二氧化碳发电装置的分级控制方法的步骤。
