深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法及装置与流程

本申请涉及汽轮机，尤其涉及一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法及装置。

背景技术：

1、在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下，风能、太阳能等可再生能源快速发展。针对可再生能源发电存在间歇性、随机性和波动性等问题，要求电站汽轮机深度调峰和灵活运行并转变成为应急保障和灵活调节电源，为电力供应起到兜底保障作用。汽轮机的深度调峰、快速启动、快速负荷变化，导致汽轮机高温部件热应力增大与寿命缩短，影响汽轮机的使用寿命与安全性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法及装置。

2、本申请第一方面实施例提出了一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法，包括：

3、获取深度调峰汽轮机的高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力；

4、根据所述高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力，获取所述高温关键部件的第一等效应力，所述第一等效应力具有正负性；

5、获取所述高温关键部件的材料许用极限应力；

6、获取所述材料许用极限应力与所述第一等效应力的比值，并根据所述比值获取所述高温关键部件的应力安全倍率；

7、根据所述高温关键部件的应力安全倍率，对汽轮机目标工况下的转速和负荷进行控制。

8、本申请第二方面实施例提出了一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制装置，包括：

9、第一获取模块，用于获取深度调峰汽轮机的高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力；

10、第二获取模块，用于根据所述高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力，确定所述高温关键部件的第一等效应力，所述第一等效应力具有正负性；

11、第三获取模块，用于获取所述高温关键部件的材料许用极限应力；

12、第四获取模块，用于获取所述材料许用极限应力与所述第一等效应力的比值，并根据所述比值获取所述高温关键部件的应力安全倍率；

13、控制模块，用根据所述高温关键部件的应力安全倍率，对汽轮机目标工况下的转速和负荷进行控制。

14、本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：

15、一个或多个处理器；

16、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

17、其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如本申请第一方面实施例提出的方法。

18、本申请第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行本申请第一方面实施例提出的方法。

19、本申请第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被通信设备中的处理器执行时实现本申请第一方面实施例提出的方法。

20、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

21、为了实现汽轮机的长寿命与灵活运行，可以对高温关键部件的应力安全倍率进行监控，并根据该类监控数据，确定闭环控制参数的变化率，以根据变化率对闭环控制参数进行调整，也就是在汽轮机启动过程、停机过程或负荷变动过程中，对并网前与解列后汽轮机转速以及并网后与解列前汽轮机负荷进行闭环控制，既可以合理使用汽轮机的寿命，又可以提高汽轮机的灵活性，以实现深度调峰汽轮机的长寿命灵活运行，进而使得深度调峰汽轮机长寿命灵活运行的可以尽量达到设定目标，如裂纹萌生日历寿命达到40年、裂纹萌生寿命累积损耗只有总寿命损耗的0.75(75％)、启动10000次、快速负荷变动20000次，每年启动250次、年均快速负荷变动500次，深度调峰最低安全稳定运行负荷为20％额定功率。

22、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件在各方向上的热应力的确定过程，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件为高温转子，所述获取所述高温关键部件在各方向上的机械应力，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件非高温转子，所述获取所述高温关键部件在各方向上的机械应力，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力，获取所述高温关键部件带有正负号的第一等效应力，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述高温关键部件在各方向上的合成应力，确定所述高温关键部件的所述第一等效应力，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述高温关键部件在各方向上的合成应力，确定所述高温关键部件的第二等效应力，包括：

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述高温关键部件的应力安全倍率，对汽轮机目标工况下的转速和负荷进行控制，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述最小应力安全倍率，对所述目标工况下的转速和负荷进行控制，包括：

10.一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制装置，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，还用于：

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述高温关键部件为高温转子，所述第二获取模块，还用于：

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述高温关键部件非高温转子，所述第二获取模块，还用于：

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，还用于：

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，还用于：

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，还用于：

17.根据权利要求10-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

19.一种电子设备，其特征在于，包括：

20.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

21.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被通信设备中的处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。

技术总结本申请提出一种深度调峰汽轮机基于应力安全倍率的闭环控制方法及装置，该方法包括：获取深度调峰汽轮机的高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力，根据高温关键部件在各方向上的热应力和机械应力，获取高温关键部件的第一等效应力，第一等效应力具有正负性，获取高温关键部件的材料许用极限应力，获取材料许用极限应力与第一等效应力的比值，并根据比值获取高温关键部件的应力安全倍率，根据高温关键部件的应力安全倍率，对汽轮机目标工况下的转速和负荷进行控制。本申请通过应力安全倍率对汽轮机转速与负荷进行闭环控制，以实现深度调峰汽轮机的长寿命灵活运行，进而使得汽轮机能够长寿命灵活运行，尽量达到汽轮机的设定运行目标。技术研发人员：史进渊,江路毅,徐望人,李俊昆,张谊,谢岳生,王得谖,马立阁,张琳,王宇轩受保护的技术使用者：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4