[发明专利]用于为联合循环发电设备提供频率响应的方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于为联合循环发电设备提供频率响应的方法。

背景技术

联合循环发电设备已知包括燃气涡轮发动机和蒸汽涡轮发动机。蒸汽涡轮发动机具有锅炉，其被供以来自燃气涡轮发动机的排气以产生在蒸汽涡轮中膨胀的蒸汽。蒸汽涡轮发动机和燃气涡轮发动机驱动一个或多个发电机，该发电机连接到电网以向电网供应电功率。

如已知的，电网的电功率的频率具有固定的标称值(50Hz或60Hz)，并且与该标称值的偏差应保持最小。

然而，由于在由连接到电网的发电设备供应至电网的电功率之间的失配和由连接到电网的用电设备从电网消耗掉的电能，电网的频率可偏离标称值。

当这种情况发生时，连接到电网的一些发电设备必须被调节，以便使电网的频率恢复至标称值。

通常，电网的频率可增加至高于其标称值或减少至低于其标称值。

在频率下降至低于标称值的值的情况中，连接到电网的发电设备必须在非常短的时间内向电网提供额外的电功率，以恢复电网频率。

在频率增加至高于标称值的值的情况中，连接到电网的发电设备必须在非常短的时间内减少提供至电网的电功率，以恢复电网频率。

传统上，通过增加或减少在燃气涡轮发动机的燃烧室中提供的燃料来增加或减少在燃气涡轮发动机处产生的功率(该功率然后通过发电机转化为供应至电网的电功率)，从而实现在供应至电网的功率中的这种变化。

然而，当联合循环发电设备在低操作点处(即，在燃气涡轮的标称功率或满功率的低百分比处，例如40%)操作时，不可能快速调节燃气涡轮。

事实上，在低负载下调节燃气涡轮可造成不可接受的未燃尽烃和/或NO_x排放、脉动、熄火。

发明内容

本公开的一个方面包括提供一种用于为在低操作点处操作的联合循环发电设备提供频率响应的方法。

这些和另外的方面通过提供根据所附权利要求的方法来实现。

附图说明

从在附图中以非限制性示例的方式示出的该方法的优选但非排他的实施例的描述，另外的特性和优点将更明显，在附图中：

图1至图5示出该方法的可能实施例，以及

图6和图7示出联合循环发电设备的两个示例。

附图标记

1 联合循环发电设备

2 燃气涡轮发动机

3 蒸汽涡轮发动机

4 压缩机

5 燃烧室

6 涡轮

11 锅炉

12 蒸汽涡轮

12a 进汽控制阀

13 冷凝器

14 泵

15 旁路

16 管线

17, 17a, 17b 轴

20, 20a, 20b 发电机

21 电网

22 电气线路

25 蒸汽涡轮发动机的功率输出增加

26 燃气涡轮发动机的功率输出梯度

A 蒸汽涡轮发动机的输出负载的调节的瞬时负载变化阶段

B 蒸汽涡轮发动机的输出负载的调节的稳定阶段

C 蒸汽涡轮发动机的输出负载的调节的正常化阶段

D 燃气涡轮发动机的输出负载的调节的瞬时负载变化阶段

E 燃气涡轮发动机的输出负载的调节的稳定阶段

F 燃气涡轮发动机的输出负载的调节的正常化阶段。

具体实施方式

参照附图，描述了一种用于为联合循环发电设备提供频率响应的方法。首先描述联合循环发电设备。

图6示出了联合循环发电设备1的第一示例，其包括燃气涡轮发动机2和蒸汽涡轮发动机3。

燃气涡轮发动机2具有压缩机4、燃烧室5和涡轮6。

排气从涡轮6被排放，该排气源自来自压缩机4的压缩空气与燃料在燃烧室5中通过燃烧产生的热气体在涡轮6中的膨胀。

蒸汽涡轮发动机3具有锅炉11、蒸汽涡轮12、冷凝器13、泵14和在锅炉11与冷凝器13之间的旁路15。此外，附图标记12a表示进汽(steam admission)控制阀，其设置在锅炉11和蒸汽涡轮12之间以调节供应至蒸汽涡轮12的蒸汽质量流量。

管线16设置在涡轮6和锅炉11之间以将来自涡轮的排气提供至锅炉11内，以便产生蒸汽。

涡轮6和蒸汽涡轮12连接到一个轴17，该轴17也承载压缩机4和发电机20；发电机20经由电气线路22连接到电网21。