energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2018-61-6-539-551energy-1409Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGПараметрическая оптимизация системы автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт в режиме переменного давления пара перед турбинойParametric Optimization for Automatic Control System of Power Units of 300 MW for the Mode of Variable Pressure of Turbine Inlet SteamКулаковГ. Т.KulakovG. T.

Адрес для переписки: Кулаков Геннадий Тихонович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск. Тел.: +375 17 293-91-45     tes_bntu@tut.by

Address for correspondence: Kulakov Gennady T. – Belаrusian National Technical University, 65/2 Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 293-91-45    tes_bntu@tut.by

tes_bntu@tut.byКулаковА. Т.KulakovA. T.АртёменкоК. И.ArtsiomenkaK. I.Белорусский национальный технический университетБеларусьBelаrusian National Technical UniversityBelarus201811122018616539551Copyright © Кулаков Г.Т., Кулаков А.Т., Артёменко К.И., 20182018Кулаков Г.Т., Кулаков А.Т., Артёменко К.И.Kulakov G.T., Kulakov A.T., Artsiomenka K.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/1409

Статья посвящена вопросу параметрической оптимизации систем автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт Лукомльской ГРЭС в режиме переменного давления перегретого пара перед турбиной. Последний раз модернизация систем автоматического управления мощностью энергоблоков на всех энергоблоках Лукомльской ГРЭС проводилась в 90-е гг. XX в. В данный момент эти системы уже не удовлетворяют всем требованиям нового стандарта, который регулирует нормы участия энергоблоков тепловых электростанций в нормированном первичном регулировании частоты и автоматическом вторичном регулировании частоты и перетоков активной мощности. Согласно данному стандарту, время достижения половинного значения необходимого изменения мощности должно составлять 10 с в пределах нормального и аварийного резервов; время достижения полного значения необходимого изменения мощности должно составлять 30 с в пределах нормального резерва и 2 мин – в пределах аварийного. Также завершается строительство Белорусской АЭС, первый энергоблок которой будет введен в эксплуатацию в 2019 г., второй – в 2020 г. После запуска АЭС энергоблоки Лукомльской ГРЭС будут вынуждены работать в широком диапазоне изменения нагрузок. Именно по этим причинам необходимо повысить эффективность работы энергоблоков, в частности и всей станции в целом. Этого можно добиться с помощью приведенной методики параметрической оптимизации типовой системы автоматического управления мощностью энергоблоков, позволяющей повысить качество регулирования мощности и давления пара перед турбиной. Результаты компьютерного моделирования переходных процессов в системе иллюстрируют описанную в данной статье методику и подтверждают ее правильность и несомненные преимущества перед другими методами оптимизации типовых систем автоматического управления мощностью энергоблоков.

The article deals with the problem of parametric optimization of automatic control systems for power units of 300 MW of Lukoml’skaya GRES in the mode of variable pressure of turbine inlet superheated steam. The modernization of automatic power control systems of all power units of Lukoml’skaya GRES was carried out in the nineties of XX century for the last time. At the moment, these systems no longer meet all the requirements of the new standard, which regulates the participation rates of thermal power units in the normalized primary frequency control and in automatic secondary control of frequency and active power flows. According to this standard, the time to achieve the half value of the required power change should be 10 seconds within the normal and emergency reserves; the time to achieve the full value of the required power change should be 30 seconds within the normal reserve and 2 minutes within the emergency one. The construction of the Belarusian NPP is also being completed; its first unit will be put into operation in 2019, and the second one–in 2020. After the launch of the NPP, the Lukoml’skaya GRES power units will be necessitated to operate in a wide range of load changes. It is for these reasons that it is necessary to improve the efficiency of power units in particular and of the entire power plant in general. This can be achieved with the help of the outlined method of parametric optimization of a typical system of automatic control of power units, which allows improving the quality of control of turbine inlet steam power and pressure. The results of computer simulation of transient processes in the system illustrate the technique described in this article and confirm its correctness and undoubted advantages over other methods of optimization of typical systems of automatic control of power units.

автоматическое управлениеэлектрическая мощностьрежим переменного давления парапараметрическая оптимизация системыautomatic controlelectric powersteam variable pressure modesystem parametric optimizationReferencesСистема регулирования энергоблока: а. с. 657179 СССР: МПК F 01 K 13/02 / Г. Т. Кулаков, М. Н. Терешко, В. И. Литвинец и др.; дата публ. 15.04.1979.Kulakov G. T., Tereshko M. N., Litvinets V. I., Volnyanko M. G., Pirogov V. G., Kurilin L. A., Manuilov V. K. (1979) Power Unit Regulating System. USSR Author’s Certificate No 657179 (in Russian).Способ автоматического регулирования перетоков активной мощности и частоты энергообъединения: а. с. 864427 СССР: МПК Н 02 J 3/06 / Ю. М. Терезов, Г. Т. Кулаков, В. В. Гуренко; дата публ. 15.09.1981.Terezov Yu. M., Kulakov G. T., Gurenko V. V. (1981) Method for Automatic Control of Active Power Flows and Frequency of Power Pool System. USSR Author’s Certificate No 864427 (in Russian).Устройство для автоматического регулирования перетока мощности между двумя частями энергосистемы: а. с. 864426 СССР: МПК Н 02 J 3/06 / Ю. М. Терезов, Г. Т. Кулаков, Л. М. Плахов, В. И. Литвинец; дата публ. 15.09.1981.Terezov Yu. M., Kulakov G. T., Plakhov L. M., Litvinets V. I. (1981) Device for Automatic Power Flow Control between Two Parts of Power Pool System. USSR Author’s Certificate No 864426 (in Russian).Система автоматического регулирования мощностью энергоблока: а. с. 877091 СССР: МПК F 01 K 13/02 / Г. Т. Кулаков, А. А. Москаленко, И. Ю. Костив, Н. В. Молотков; дата публ. 30.10.1981.Kulakov G. T., Moskalenko A. A., Kostiv I. Yu., Molotkov N. V. (1981) Power Unit Automatic Regulating System of Capacity. USSR Author’s Certificate No 877091 (in Russian).Система группового автоматического управления мощностью энергоблоков тепловой электростанции: а. с. 1053221 СССР: МПК Н 02 J 3/46 / Г. Т. Кулаков, А. А. Москаленко, А. Д. Качан и др.; дата публ. 07.11.1983.Kulakov G. T., Moskalenko A. A., Kachan A. D. (1983) Thermal Power Unit Group Automatic Regulating System of Capacity. USSR Author’s Certificate No 1053221 (in Russian).Способ управления энергоблоком в аварийных режимах энергосистемы: а. с. 881356 СССР: МПК F 01 K 13/02 / Г. Т. Кулаков, И. Ю. Костив; дата публ. 15.11.1981.Kulakov G. T., Kostiv I. Yu. (1981) Power Unit Control Method for Emergency Running of Power System. USSR Author’s Certificate No 881356 (in Russian).Система автоматического регулирования частоты и мощности блочных ТЭС с прямоточными котлами / Н. И. Давыдов [и др.] // Теплоэнергетика. 1979. № 8. С. 2–6.Davydov N. I., Malamed A. D., Trakhtenberg M. D., Fotin L. P. (1979) The System of Automatic Regulation of Frequency and Power of Block-Type Thermal Power Plants with StraightThrough Boilers. Teploenergetika = Thermal Engineering, (8), 2–6 (in Russian).Система автоматического управления энергоблоком сверхкритических параметров / В. И. Литвинец [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений. 1980. № 8. С. 40–45.Litvinets V. I., Kulakov G. T., Molev V. V., Red'ko I. I., Polishchuk S. I. (1980) Automatic Control System of Power Unit with Supercritical Parameters. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. [Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions.], (8), 40–45 (in Russian).Кулаков, Г. Т. Экспериментальное определение и анализ динамических свойств энергоблоков мощностью 300 МВт / Г. Т. Кулаков // Энергомашиностроение. 1984. № 1. С. 9–11.Kulakov G. T. (1984) Experimental Determination and Analysis of Dynamic Properties for 300 MW Power Units. Energomashinostroenie [Power Plant Engineering], (1), 9–11 (in Russian).Система автоматического регулирования мощностью энергоблока паровой котел – турбина: пат. 2315871 Рос. Федерация: МПК F 01 K 13/02 / Н. И. Давыдов; заявитель и патентообладатель Москва, ВТИ; № 2006121529/06; заявл. 20.06.2006; опубл. 27.01.2008. Бюл. № 3. 7 с.Davydov N. I. (2006) System of Automatic Control of Power of Steam Boiler-Turbine Power Unit. Russian Federation Patent No 2315871 (in Russian).Зорченко, Н. В. Исследование влияния формирующих сигналов в системе автоматического управления мощностью энергоблока на его приемистость / Н. В. Зорченко, Н. И. Давыдов, А. А. Григоренко // Теплоэнергетика. 2006. № 10. С. 42–48.Zorchenko N. V., Davydov N. I., Grigorenko A. A. (2006). Investigating the Effect of Forcing Signals in a System for Automatically Controlling the Output of a Power Unit on its Pickup Capability. Thermal Engineering, 53 (10), 810–818. https://doi.org/10.1134/s0040601506100107.Разработка и внедрение САРЧМ крупных энергоблоков / В. А. Биленко [и др.] // Теплоэнергетика, 2008. № 10. С. 14–26.Bilenko V. A., Melamed A. D., Mikushevich E. E., Nikol'skii D. Y., Rogachev R. L., Romanov N. A. (2008) Development and Application of Automatic Frequency and Power Control Systems for Large Power Units. Thermal Engineering, 55 (10), 824–837. https://doi.org/10.1134/s0040601508100030.Нормы участия энергоблоков тепловых электростанций в нормированном первичном регулировании частоты и автоматическом вторичном регулировании частоты и перетоков активной мощности: СТО 59012820.27.100.002–2013. Введ. 25.04.2013. М.: ОАО «СО ЕЭС», 2013. 36 с.Company Standard 59012820.27.100.002–2013. Participation Norm of Thermal Power Plants Power Generator Units in Standard Primary Frequency Control and Automatic Secondary Frequency Control and Active Power Flows Control. Moscow, ??? “SO EES”, 2013. 36 (in Russian).Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами / Г. Т. Кулаков [и др.]; под общ. ред. Г. Т. Кулакова. Минск: Вышэйш. шк., 2017. 238 с.Kulakov G. T., Kulakov A. T., Kravchenko V. V., Kuchorenko A. N., Artsiomenka K. I., Kovrigo Yu. M., Golinko I. M., Bagan T. G., Bunke A. S. (2017) Automatic Control Theory for Heat and Power Processes. Minsk, Vysheishaya Shkola Publ. 238 (in Russian).Кулаков, Г. Т. Инженерные экспресс-методы расчета промышленных систем / Г. Т. Кулаков. Минск: Вышэйш. шк., 1984. 192 с.Kulakov G. T. (1984) Engineering Proximate Methods of Design Calculation for Industrial Regulating Systems. Minsk, Vysheishaya Shkola Publ. 192 (in Russian).Кулаков, Г. Т. Параметрическая оптимизация системы автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт в режиме постоянного давления пара перед турбиной / Г. Т. Кулаков, А. Т. Кулаков, К. И. Артёменко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 5. С. 451–462. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-5-451-462.Kulakov G. T., Kulakov A. T., Artsiomenka K. I. (2018) Parametric Optimization for Automatic Control System of 300 MW Power Units at a Constant Steam Pressure Upstream of the Turbine. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edenenii SNG = Energetika. Proceedings of the CIS Higher Educational Institutions and Power Engineering Associations, 61 (5), 451–462 (in Russian). https://doi.org/10.21122/1029-7448-201861-5-451-462.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.