Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o."

Grażyna Kubicka
7 lat temu
Przeglądów:

1 Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o. Wykorzystanie funkcji szybkiego zaworowania turbiny parowej (FAST VALVING) do zapewnienia stabilnej pracy turbozespołu, przy wystąpieniu przejściowych stanów nieustalonych, będących efektem bliskich zakłóceń w odbiorze mocy elektrycznej. Maciej Kielian

2 Program wystąpienia 1. Wstęp 2. Fast Valving 3. Przegląd literatury 4. Plan pracy 5. Zakres pracy 6. Testy na wybranych blokach 7. Podsumowanie 8. Pytania

systemów oraz urządzeń na obiektach energetycznych, - szkolenie obsługi, serwis dostarczonych

3 1. Wstęp Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Rok założenia: 1949 Zakres prac: - prace badawczo-rozwojowe i projektowe, - dostawy sprzętu i oprogramowania, - montaż i uruchomienie systemów oraz urządzeń na obiektach energetycznych, - szkolenie obsługi, serwis dostarczonych urządzeń i systemów. Produkty: System MASTER EHR UNIMAT Stacje operatorskie UAR i System Diagnostyki inne

4 1. Wstęp FAST VALVING Szybkie Zaworowanie Oddziaływanie na zawory turbiny Zmniejszenie mocy mechanicznej Utrzymanie turbozespołu w sieci Duże jednostki Elektrownie jądrowe Duże systemy Duże odległości

5 1. Wstęp FAST VALVING Szybkie Zaworowanie Oddziaływanie na zawory turbiny Zmniejszenie mocy mechanicznej Utrzymanie turbozespołu w sieci PROBLEM NAUKOWY Alternatywa do: - Działania na generatorze, Brak danych obiektowych - Rezystor hamujący, - Rozdział obciążeń, - Urządzenia FACTS Brak możliwości przeprowadzenia prób -Awaryjne odstawienie bloku Działania od strony obiektowej (turbina) Konieczne wsparcie (obniżenie mocy mechanicznej) Konieczność przeprowadzenia badań i symulacji modelowych

6 2. Fast Valving Zawory WP/SP Zawory odcinające Stacje RS/RH(AR) Linie upustu turbiny Znane sposoby realizowania FV

7 2. Fast Valving Generator Podstawowe UAR Moc Ciśnienie pary świeżej Poziom wody w walczaku Urządzenia i elementy wykonawcze Zawory i zasuwy Stacje redukcyjno-schładzające Elementy automatyki blokowej FAST VALVING Urządzenia wyprowadzenia mocy i przesyłowe Układy zabezpieczeń Zawory bezpieczeństwa Zawory i zasuwy szybko odcinające Drgania turbiny Inne urządzenia w sieci elektroenergetycznej

8 2. Fast Valving Pelplin Ostrołęka Bełchatów Rybnik

9 2. Fast Valving

3. Przegląd literatury Erlich, I., Loewen, J., Schmidt, J. M. i Winter, W. 2008.

7 th International Workshop on Large Scale Integration of Wind Power and on Transmission Networks for

+ Jedno Przedstawiają możliwe zagrożenia powiązane z rozbudową farm wiatrowych - rozwiązanie FV

10 3. Przegląd literatury Erlich, I., Loewen, J., Schmidt, J. M. i Winter, W Advanced requirements for thermal power plants for system stability in case of high wind power infeed. 7 th International Workshop on Large Scale Integration of Wind Power and on Transmission Networks for Offshore Wind Farms. + Jedno Przedstawiają możliwe zagrożenia powiązane z rozbudową farm wiatrowych - rozwiązanie FV oddziaływujące bezpośrednio na zawory z pominięciem członu regulatora Podkreślają potrzeba wprowadzenia nowych wymagań dla Europejskich systemów Ogólny model rozrządu FV ekonomicznie uzasadniony Nie podano rezultatów testów

11 3. Przegląd literatury FAST VALVING IEN Gdańsk: R. Rink B. Sobczak PSE: R. Kuczyński R. Trębski J. Machowski

3. Przegląd literatury Kuczyński, R., Rink, R., Sobczak, B. i Trębski, R. 2013.

12 3. Przegląd literatury Kuczyński, R., Rink, R., Sobczak, B. i Trębski, R Szybkie zaworowanie turbin dużych bloków jako środek zwiększenia bezpieczeństwa krajowego systemu elektroenergetycznego, Acta Energetica, str Modele Badanie FV dla regulacji napięcia i zasilania potrzeb własnych - tylko jednostek 360MW Analiza układów wzbudzenia i stabilizatorów systemowych Zastosowano ogólne modele turbiny Stwierdzenie skuteczności FV

13 3. Przegląd literatury S0 minimalne wysterowanie zaworów, S1 wysterowanie zaworów po zrealizowaniu funkcji FV, S2 początkowe wysterowanie zaworów, T0 wykrycie zakłócenia, T1 początek realizacji funkcji FV (zamykanie zaworów), T2 rozpoczęcie otwierania zaworów, T3 koniec realizacji funkcji FV.

14 3. Przegląd literatury Zawory odcinające Zawory regulacyjne Pobudzany sygnałem wykrycia zakłócenia FV Funkcja FV o ustalonych parametrach Często tylko zawory odcinające ze względu na złożoność układów regulacji Open Loop (bez sprzężenia zwrotnego) Próby z sieciami neuronowymi Model Adaptacyjny FV w torze regulacyjnym EHR ze sprzężeniem z obiektu dla zapewnienia stabilności turbozespołu w stanach przejściowych Niewiele danych obiektowych FV rzadko występuje, ale skutki bardzo poważne Próby

15 3. Przegląd literatury SIEĆ ELEKTROENERGETYCZNA Adaptacyjny FV w torze regulacyjnym EHR ze sprzężeniem z obiektu dla zapewnienia stabilności turbozespołu w stanach przejściowych

16 4. Plan pracy CEL Model EHR z FV EHR Szczegółowe badania EHR Porównanie rożnych producentów Funkcja FV FV Krytyczny przegląd literatury Sposoby realizacji Kwantytatywne określenie skuteczności FV Parametry Utrzymanie bloku w sieci Określenie krytycznych czasów zwarcia Jednostki walutowe

17 4. Plan pracy Interpretacja i przedstawienie wyników Badania obiekt-regulator Badania modelowe Teoria FV, APK i AO

18 5. Zakres pracy 5.1 Model Turbiny 5.2 Model Generatora 5.3 Symulacje (środowisko MATLAB/SIMULINK) 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV 5.5 Hardware in the Loop Testing

19 5. Zakres pracy 5.1 Model Turbiny Krok 1 Krok 2 Krok 3 Zaawansowany model turbiny EHR Interface turbina-generator

20 5. Zakres pracy 5.2 Model Generatora Krok 1 Interface turbina-generator Krok 2 Model generatora Krok 3 Sieć sztywna

21 5. Zakres pracy 5.3 Symulacje (MATLAB/SIMULINK) Turbina Generator Zakłócenie

22 5. Zakres pracy 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV Skuteczne obniżenie mocy mechanicznej EHR Wykrycie zakłócenia Układ regulacji Turbina Czasy opóźnień Czasy pętli programowej Czasy zamykania zaworów Charakterystyki przepływowe zaworów Parametry pary

23 5. Zakres pracy 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV Szczegółowe badania rozrządu turbiny

24 5. Zakres pracy 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV Predykcja Wykrycie Tworzenie sygnału sterującego zaworami regulacyjnymi turbiny od FV.

25 5. Zakres pracy 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV IASE UNIMAT ABB Advant TURBOTROL EHR EMERSON Westinghouse DEH OVATION ALSTOM P-320 P-400

26 5. Zakres pracy 5.4 Przygotowanie układu regulacji turbiny do realizacji FV Modyfikacja programu sterownika EHR UNIMAT Wprowadzenie szybkiej pętli programu wykonawczego FV (100ms)

27 5. Zakres pracy 5.5 Hardware in the Loop Testing OBIEKT Szafa sterownika DCS

28 5. Zakres pracy 5.5 Hardware in the Loop Testing Ciśnienie Temperatura Położenie zaworów Pomiary Wysterowanie napędów

29 5. Zakres pracy 5.5 Hardware in the Loop Testing Komunikacja pomiędzy środowiskiem MATLAB/SIMULINK, a sterownikiem programowalnym przy wykorzystaniu portu szeregowego

30 5. Zakres pracy 5.5 Hardware in the Loop Testing Komunikacja pomiędzy środowiskiem MATLAB/SIMULINK, a sterownikiem programowalnym przy wykorzystaniu portu szeregowego

31 5. Zakres pracy 5.5 Hardware in the Loop Testing Komunikacja pomiędzy środowiskiem MATLAB/SIMULINK, a sterownikiem programowalnym przy wykorzystaniu portu szeregowego Sterownik Połączenie fizyczne Protokół komunikacyjny SMC-2 RS-232 MODBUS RTU SMC-3 RS-232 MODBUS RTU SMC-4 Kabel Ethernet MODBUS TCP/IP

32 6. Testy na wybranych blokach

33 7. Podsumowanie Potrzeba dokładnego zbadania FV Bloki 500MW, 800MW i 1000MW MATLAB/SIMULINK: Model turbozespołu Symulacje zakłócenia Potwierdzenie skuteczności FV Hardware in the loop

34 8. Pytania

35 Dziękuję za uwagę Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.

36 Źródła www:

Podobne dokumenty

Dok. Nr PLPN006 Wersja:

ELEKTROWNIE WODNE Dok. Nr PLPN006 Wersja: 21-06-2006 ASKOM to zastrzeżony znak firmy ASKOM Sp. z o. o., Gliwice. Inne występujące w tekście znaki firmowe bądź towarowe są zastrzeżonymi znakami ich właścicieli.