燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種燃氣?蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，包括外殼，以及容置在外殼內的電源裝置、波形顯示記錄裝置、處理裝置以及位于外殼上的數據傳輸接口和人機交互接口；其中，數據傳輸接口連接外部機組控制系統，以獲取外部機組控制系統發送的燃機額定負荷和實發功率以及汽機額定負荷和實發功率；處理裝置連接數據傳輸接口，用以根據獲取的燃機額定負荷和汽機額定負荷以及實發功率進行一次調頻處理；波形顯示記錄裝置連接處理裝置，用于記錄并顯示一次調頻處理中的數據波形；人機交互接口連接外部計算機，用以提供人機交互的接口；電源裝置連接波形顯示記錄裝置、處理裝置、數據傳輸接口和人機交互接口，用以提供所需的電源。
【專利說明】
燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及燃氣機組發電領域，尤其涉及一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置。
【背景技術】
[0002]頻率是評價電能質量的重要指標之一，頻率超過允許范圍會影響電力系統、發電機組和用戶三方的安全和經濟效益，更嚴重的波動會造成對電網的嚴重沖擊甚至使電網崩潰，網廠協調功能中的一次調頻功能成為穩定電網的有效手段之一。因此，標準化，規范化的一次調頻試驗也成為發電機組必做的試驗項目。
[0003]現有發電機組的一次調頻裝置及試驗主要是針對火力發電機組，還沒有出現針對燃氣蒸汽聯合循環機組的一次調頻裝置及其試驗。
[0004]因此，創新一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻裝置，及規范對應的一次調頻試驗，提高燃氣蒸汽聯合循環機組的調頻水平，不僅是近幾年眾多新建燃氣電廠的需求，更是電力系統安全、穩定、經濟運行的保證。
【實用新型內容】
[0005]為了解決現有技術中沒有針對燃氣蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置的問題，本實用新型實施例提供一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型實施例提供一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，包括外殼，以及容置在所述外殼內的電源裝置、波形顯示記錄裝置、處理裝置以及位于所述外殼上的數據傳輸接口和人機交互接口；其中，所述數據傳輸接口連接外部機組控制系統，以獲取所述外部機組控制系統發送的燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率;所述處理裝置連接所述數據傳輸接口，用以根據獲取的所述燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率進行一次調頻處理;所述波形顯示記錄裝置連接所述處理裝置，用于記錄并顯示一次調頻處理過程中的數據波形;所述人機交互接口連接外部計算機，用以提供人機交互的接口；所述電源裝置連接所述波形顯示記錄裝置、處理裝置、數據傳輸接口和人機交互接口，用以提供整個一次調頻試驗裝置所需的電源。
[0007]進一步地，在一實施例中，所述數據傳輸接口與外部機組控制系統之間的數據傳輸為Al /0、DI /0的硬接線連接方式。
[0008]進一步地，在一實施例中，還包括指示燈顯示裝置，設置在所述外殼的右下角，其包括4個狀態指示燈，分別用以指示一次調頻試驗3秒內有響應、15秒內達到總理論變動負荷的90%、60秒內達到負荷穩定狀態、實際轉速不等率在4%-5%。
[0009]進一步地，在一實施例中，所述人機交互接口包括試驗轉差信號輸入接口控件，用于人為輸入試驗轉差信號。
[0010]進一步地，在一實施例中，所述人機交互接口包括轉速不等率目標設定值輸入接口控件，用于人為輸入燃機轉速不等率目標設定值。
[0011]本實用新型實施例的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，特別針對燃氣蒸汽聯合循環機組的一次調頻所設計，可以提高燃氣蒸汽聯合循環機組的調頻水平，且降低了人為參與環節，提高試驗的自動化水平及準確率;大大節約了試驗前的大量準備工作時間及試驗過程中的數據選取記錄及試驗結果計算處理分析環節，保障了電力系統安全、穩定、經濟運行。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置的一實施例的結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0015]圖3為利用本實用新型實施例的一次調頻試驗裝置進行燃氣蒸汽-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗的系統連接圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]圖1為本實用新型實施例提供的一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置的結構示意圖。如圖1所示，本實施例中的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置包括外殼I，以及容置在所述外殼I內的電源裝置2、波形顯示記錄裝置3、處理裝置4以及位于所述外殼I上的數據傳輸接口 5和人機交互接口 6。
[0018]其中，所述數據傳輸接口5連接外部機組控制系統，以獲取所述外部機組控制系統發送的燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率;所述處理裝置4連接所述數據傳輸接口 5，用以根據獲取的所述燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率進行一次調頻處理;所述波形顯示記錄裝置3連接所述處理裝置4，用于記錄并顯示一次調頻處理過程中的數據波形;所述人機交互接口 6連接外部計算機，用以提供人機交互的接口；所述電源裝置2連接所述波形顯示記錄裝置3、處理裝置4、數據傳輸接口 5和人機交互接口 6，用以提供整個一次調頻試驗裝置所需的電源。
[0019]在本實施例中，所述數據傳輸接口5與外部機組控制系統之間的數據傳輸為ΑΙ/0、DI/0的硬接線連接方式。
[0020]在本實施例中，如圖2所示，本實施例的一次調頻試驗裝置還包括指示燈顯示裝置7，設置在所述外殼的右下角，其包括4個狀態指示燈，分別用以指示一次調頻試驗3秒內有響應、15秒內達到總理論變動負荷的90 %、60秒內達到負荷穩定狀態、實際轉速不等率在4 % -5 %。當滿足條件下，燈會亮起或者變為紅色。
[0021]在本實施例中，所述人機交互接口6包括試驗轉差信號輸入接口控件，用于人為輸入試驗轉差信號;所述人機交互接口 6還包括轉速不等率目標設定值輸入接口控件，用于人為輸入燃機轉速不等率目標設定值。在本實施例中，人機交互接口6可以是總線接口，連接外部計算機，用戶可以通過計算機與一次調頻實驗裝置實現人機交互，另外，試驗轉差信號輸入接口控件和轉速不等率目標設定值輸入接口控件可以通過計算機顯示屏呈現，便于用戶輸入數值。
[0022]圖3為利用本實用新型實施例的一次調頻試驗裝置進行燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗的系統連接圖。如圖3所示，燃氣蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗系統包括:蒸汽輪機組設備20、與所述蒸汽輪機組設備20連接的汽機控制器機柜30、燃氣輪機組設備40、與所述燃氣輪機組設備40連接的燃機控制器機柜50、與所述汽機控制器機柜30和所述燃機控制器機柜50連接的交換機柜60、與所述交換機柜60連接的本實用新型實施例的一次調頻試驗裝置10。其中，所述蒸汽輪機組設備20用于輸出汽機負荷;所述汽機控制器機柜30用于控制汽機運行及采集汽機功率;所述燃氣輪機組設備40用于輸出燃機負荷;所述燃機控制器機柜50用于控制燃機運行及采集燃機功率，并根據擾動信號調整燃氣輪機的實際轉速;所述交換機柜60用于數據格式的轉換及數據轉發;所述一次調頻試驗裝置10用于設置聯合循環機組的初始目標轉速不等率，并接收所述燃機額定負荷和所述汽機額定負荷以及燃機汽機的實發功率，再向燃氣輪機施加一擾動信號后，根據機組實際轉速不等率，在機組允許范圍內上下微調所述燃機轉速不等率目標設定值，以使所述聯合循環機組的轉速不等率滿足標準范圍。
[0023]試驗前，將一次調頻試驗裝置接入燃機控制系統(TCS)控制柜的總線網絡中，通過燃機廠家自帶的數據讀取軟件可實時讀取試驗所需高精度數據，并在一次調頻試驗裝置內完成運算處理。該一次調頻試驗裝置與現場控制總線網絡(交換機柜)的連接僅需通過一根常規網線，可實現在線插拔，對聯合循環機組運行無影響，并且不占用聯合循環機組控制器(汽機控制器機柜和燃機控制器機柜)的負載。此一次調頻試驗裝置帶有數據、圖像存儲功能，可供試驗后隨時調取數據，多個聯合循環機組的試驗數據對比分析比較。在“實驗轉差設定區”和“燃機TCS(燃機控制系統)轉速不等率設定區”輸入預設數值后，即自動開始一次調頻實驗，整個一次調頻實驗一次性自動完成，人工參與少，試驗結果準確性高。
[0024]參照圖3，從燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗回路設計到試驗結果分析，完整實現了燃氣蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗的信號發生，實時數據處理，調節過程記錄，最終指標計算，達標判斷的一次調頻試驗裝置。降低了人為參與環節，提高試驗的自動化水平及準確率;大大節約了試驗前的大量準備工作時間及試驗過程中的數據選取記錄及試驗結果計算處理分析環節;一次調頻試驗過程簡單、方便，可移植性強。
[0025]本實用新型實施例的一次調頻試驗裝置，與燃機控制系統通過網絡總線鏈接讀取數據，不受傳統數據采集通道個數限制，精度高，速度快;試驗設備的插拔均可在線插拔，對燃機自身的閉環控制系統毫無影響，完全滿足一次調頻試驗的要求;并且，本實用新型從一次調頻試驗回路設計到試驗結果分析，完整實現了聯合循環機組的一次調頻試驗的信號發生，實時數據處理，調節過程記錄，最終指標計算，達標判斷的試驗裝置;降低了人為參與環節，提高試驗的自動化水平及準確率;大大節約了試驗前的大量準備工作時間及試驗過程中的數據選取記錄及試驗結果計算處理分析環節。
[0026]本實用新型實施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或單元都可以通過通用處理器，數字信號處理器，專用集成電路(ASIC)，現場可編程門陣列或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設計來實現或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可以通過計算裝置的組合來實現，例如數字信號處理器和微處理器，多個微處理器，一個或多個微處理器聯合一個數字信號處理器核，或任何其它類似的配置來實現。
[0027]本領域技術人員還可以了解到本實用新型實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block)，單元，和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件，或兩者的結合進行實現。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(:^丨6代1^1^6313；[1；^7)，上述的各種說明性部件(illustrative components)，單元和步驟已經通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現取決于特定的應用和整個系統的設計要求。本領域技術人員可以對于每種特定的應用，可以使用各種方法實現所述的功能，但這種實現不應被理解為超出本實用新型實施例保護的范圍。
[0028]本實用新型實施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬件、處理器執行的軟件模塊、或者這兩者的結合。軟件模塊可以存儲于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動磁盤、⑶-ROM或本領域中其它任意形式的存儲媒介中。示例性地，存儲媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲媒介中讀取信息，并可以向存儲媒介存寫信息。可選地，存儲媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲媒介可以設置于ASIC中，ASIC可以設置于用戶終端中。可選地，處理器和存儲媒介也可以設置于用戶終端中的不同的部件中。
[0029]本實用新型中應用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，其特征在于，包括外殼，以及容置在所述外殼內的電源裝置、波形顯示記錄裝置、處理裝置以及位于所述外殼上的數據傳輸接口和人機交互接口；其中， 所述數據傳輸接口連接外部機組控制系統，以獲取所述外部機組控制系統發送的燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率； 所述處理裝置連接所述數據傳輸接口，用以根據獲取的所述燃機額定負荷及實發功率和汽機額定負荷及實發功率進行一次調頻處理； 所述波形顯示記錄裝置連接所述處理裝置，用于記錄并顯示一次調頻處理過程中的數據波形； 所述人機交互接口連接外部計算機，用以提供人機交互的接口 ； 所述電源裝置連接所述波形顯示記錄裝置、處理裝置、數據傳輸接口和人機交互接口，用以提供整個一次調頻試驗裝置所需的電源。2.根據權利要求1所述的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，其特征在于，所述數據傳輸接口與外部機組控制系統之間的數據傳輸為AI/0、DI/0的硬接線連接方式。3.根據權利要求1所述的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，其特征在于，還包括指示燈顯示裝置，設置在所述外殼的右下角，其包括4個狀態指示燈，分別用以指示一次調頻試驗3秒內有響應、15秒內達到總理論變動負荷的90 %、60秒內達到負荷穩定狀態、實際轉速不等率在4%-5%。4.根據權利要求1所述的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，其特征在于，所述人機交互接口包括試驗轉差信號輸入接口控件，用于人為輸入試驗轉差信號。5.根據權利要求1所述的燃氣-蒸汽聯合循環機組的一次調頻試驗裝置，其特征在于，所述人機交互接口包括轉速不等率目標設定值輸入接口控件，用于人為輸入燃機轉速不等率目標設定值。
【文檔編號】G01R31/34GK205507036SQ201620143516
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月25日
【發明人】張紅俠, 高愛國, 李衛華, 駱意, 魯學農, 尚勇
【申請人】華北電力科學研究院有限責任公司, 國家電網公司