深度调峰汽轮机基于寿命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寿命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寿命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寿命的闭环控制方法，包括：

3、获取深度调峰汽轮机的高温关键部件的第一等效应力，所述第一等效应力具有正负性；

4、根据所述第一等效应力，确定所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗和低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗；

5、确定所述高温关键部件的裂纹萌生剩余日历寿命；

6、根据所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗、低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗和裂纹萌生剩余日历寿命确定目标监控物理量，并基于所述目标监控物理量对所述汽轮机转速与负荷进行闭环控制。

7、本申请第二方面实施例提出了一种深度调峰汽轮机基于寿命的闭环控制装置，包括：

8、获取模块，用于获取深度调峰汽轮机的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；

9、第一确定模块，用于根据所述第一等效应力，确定所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗和低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗；

10、第二确定模块，用于确定所述高温关键部件的裂纹萌生剩余日历寿命；

11、控制模块，用于根据所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗、低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗和裂纹萌生剩余日历寿命确定目标监控物理量，并基于所述目标监控物理量对所述汽轮机转速与负荷进行闭环控制。

12、本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：

13、一个或多个处理器；

14、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

15、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。

16、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。

17、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。

18、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

19、本申请实施例中，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多类寿命数据进行监控，并根据多类寿命监控数据，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，既可以合理延长汽轮机的寿命，又可以提高汽轮机的灵活性和安全性，以实现深度调峰汽轮机的长寿命和灵活运行，进而使得深度调峰汽轮尽可能达到设定的目标，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。

20、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寿命的闭环控制方法，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，根据所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗、低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗和裂纹萌生剩余日历寿命确定目标监控物理量，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述高温关键部件各类寿命数据的所述监控物理量进行目标操作，获取所述目标监控物理量，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取深度调峰汽轮机的高温关键部件的第一等效应力，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各方向上的热应力和各方向上的机械应力，确定所述高温关键部件的第一等效应力，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗的确定过程，包括；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述材料物理性能和所述第一等效应力，确定所述高温关键部件的瞬态低周疲劳应变幅，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述高温关键部件的瞬态低周疲劳应变幅，确定所述高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述高温关键部件的瞬态低周疲劳应变幅，确定所述高温关键部件的对称循环的第一低周疲劳裂纹萌生寿命，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件的低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗的确定过程，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述获取所述高温关键部件同一个半周的最大瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据属于同一个半周的低周疲劳循环的m个第一等效应力，获取所述高温关键部件同一个半周的对称低周疲劳循环的峰值等效应力，包括：

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述高温关键部件属于同一个半周的低周疲劳循环的m个第一等效应力的确定过程，包括：

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述最大对称低周疲劳峰值应变幅对应的低周疲劳裂纹萌生寿命的确定过程，包括：

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述高温关键部件的裂纹萌生剩余日历寿命，包括：

16.根据权利要求1-15任一项所述的方法，其特征在于，基于所述目标监控物理量对所述汽轮机进行闭环控制汽轮机转速与负荷进行闭环控制，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，获取所述汽轮机在当前控制周期内的目标跟踪数据，包括：

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，根据所述目标监控物理量和所述目标跟踪数据，确定所述汽轮机的转速变化率和负荷变化率，包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，根据所述启动或停机类型，确定所述转速的变化率设定值，包括：

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，根据所述负荷变化状态，确定所述负荷的变化率设定值，包括：

21.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

22.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述根据所述再热类型，确定所述汽轮机的高温关键部件，包括：

24.一种深度调峰汽轮机基于寿命的闭环控制装置，其特征在于，包括：

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

27.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于：

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于：

29.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

31.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

33.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

37.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，还用于：

38.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，还用于：

39.根据权利要求24-38中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

40.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

41.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

42.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

43.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

44.根据权利要求25-38中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

45.根据权利要求25-38中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三确定模块，

46.根据权利要求45所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块，还用于：

47.一种电子设备，其特征在于，包括：

48.一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23中任一项所述的方法。

49.一种计算机程序产品，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23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寿命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的第一等效应力，第一等效应力具有正负性，根据第一等效应力，确定高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗和低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗，确定高温关键部件的裂纹萌生剩余日历寿命，根据高温关键部件的瞬态低周疲劳裂纹萌生寿命损耗、低周疲劳裂纹萌生寿命累积损耗和裂纹萌生剩余日历寿命，对汽轮机转速和负荷进行闭环控制。本申请中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可以尽量达到设定运行目标。技术研发人员：史进渊,谢岳生,江路毅,张宏涛,方宇,黄庆华,李俊昆,张谊,徐望人,王得谖,祝海义,范小平,叶兴柱,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