1.本发明涉及燃气轮机控制领域，尤其是涉及一种燃气轮机宽负荷节能控制方法。
背景技术：2.构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现双碳目标的重要支撑，但这也对电网的安全运行提出了更高的挑战。燃气轮机作为一种可快速启停的灵活调峰电源，将在促进风光等可再生能源大规模消纳，提升电网调峰调频性能，保障电网安全稳定运行方面发挥重要作用。但在部分负荷运行的燃气轮机及其联合循环机组存在压气机进口可调导叶(inlet guide vanes，igv)节流损失增大、压气机运行效率下降、燃气轮机负荷率下降和燃气轮机热耗率上升等问题，影响燃气轮机及其联合循环机组调峰运行的经济性。以某pg9351fa型燃气轮机为例，当燃气轮机负荷率从100％下降至77.4％时，燃气轮机热耗率上升约5.93％，可见负荷率对燃气轮机运行经济性的影响至关重要。
3.燃气轮机的运行情况容易受到外部环境条件的影响，同时，由于燃气轮机系统的精密性和轴流式叶轮机械的设备特性，燃气轮机的运行效率对于运行负荷十分敏感。燃气轮机机组部分负荷效率下降与其设备特性有关。燃气轮机由压气机、燃烧器、透平组成，其内部流通通道均按照iso工况设计。因此当机组处于部分负荷时，燃气轮机内部元件均偏离其最佳工况点，导致整体运行效率下降。
4.燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。燃气轮机发电除消耗天然气外，还需要大量的空气，其进口环境温度变化对燃气轮机效率和出力有较大影响。当环境温度上升时，空气密度随之下降，导致进入压气机的空气质量流量减少。通常压气机进口装有igv，通过调整igv角度来改变空气流量，以维持在部分负荷下有较高的透平排气温度，提高部分负荷下联合循环的热效率。当在部分负荷运行的燃气轮机保持发电功率不变时，随着环境温度的上升，igv角度将逐渐增大，压气机进口节流损失减小，燃气轮机运行负荷率将逐渐上升，燃气轮机热耗率将随之下降。
5.因此，对于部分负荷或调峰运行的燃气轮机及其联合循环机组，采用燃气轮机进气加热系统(intake air heating system，iahs)可有效提高燃气轮机及其联合循环机组部分负荷运行的经济性，但这也需要配套的控制系统实现宽负荷节能控制运行。
6.经过检索，中国专利cn104912669a公开了“燃气蒸汽联合循环电厂的进气空调系统及其使用方法”，进气空调系统包括：表冷器组，所述表冷器组的出气端与燃气轮机的进气端连通，表冷器组中设有热交换水管，热交换水管与余热锅炉连通；溴化锂吸收式制冷机，与所述热交换水管连通。该技术能够增大夏季工况下机组出力，同时改善冬季工况下的机组效率和部分负荷工况下的机组效率，从而缓解机组在不同运行阶段电厂与电网供需不匹配的问题。但是对于具体的节能控制方法并没有提及。
7.经过检索，中国专利公开号cn209469494u公开了“燃气轮机进气温度控制系统”，包括进气冷却子系统及进气加热子系统。其中进气加热子系统包括制热换热装置、进气换热装置、加热循环泵、加热支管路以及位于加热支管路上的热水流量调节阀，通过热水流量
调节阀来对进气温度进行控制。
8.但是该现有专利技术未解决燃气轮机在部分负荷或调峰运行时，进气加热的空气温度目标值需要如何设定才能保证宽负荷运行的经济性；且仅采用单回路控制系统，面对容量滞后大、时间常数大的空气温度控制系统无法做到在宽负荷范围内实现燃气轮机精准快速、响应特性较好的节能控制。
9.因此如何来设计一种同时具备宽负荷经济运行、灵活调峰能力、又响应特性较好的控制方法实现对安装有进气加热系统的燃气轮机的宽负荷节能运行，成为需要解决的技术问题。
技术实现要素：10.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，对安装有进气加热系统的燃气轮机实现宽负荷节能运行，达到宽负荷经济运行、灵活调峰能力、又响应特性较好的目的。
11.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
12.根据本发明的一个方面，提供了一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，所述方法包括以下步骤：
13.1)读取燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值；
14.2)根据燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值，计算燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值；
15.3)测量加热后空气温度测量值，以所述加热后空气温度测量值作为被调量进行闭环控制，得到调节热流体能量流的执行机构指令。
16.作为优选的技术方案，所述燃气轮机所处边界条件参数包括所述燃气轮机的外界环境温度、大气压力、相对湿度、转速比、低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比、压气机进气压损、透平排气压损、燃料温度和机组运行小时数。
17.作为优选的技术方案，所述加热后空气的温度设定值的计算方法包括以下步骤：
18.21)以当前环境温度作为加热后空气温度设定基准值；
19.22)基于加热后空气温度设定基准值和燃气轮机所处边界条件计算得到燃气轮机功率修正系数；
20.23)计算燃气轮机当前接受调度agc指令中的燃气轮机功率设定值与燃气轮机功率修正系数的比值，得到修正后的燃气轮机功率；
21.24)如果修正后燃气轮机功率与燃气轮机功率额定值的偏差在允许范围内，则进入步骤25)；否则，返回步骤21)；
22.25)输出加热后空气温度基准值，并以其作为燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值。
23.作为优选的技术方案，所述的燃气轮机功率修正系数计算方法如下：
24.a)基于环境温度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到环境温度对功率的修正系数计算模型fx1，并以加热后空气温度基准值为输入，计算得到环境温度修正系数k1；
25.b)基于大气压力功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下大气压
力对功率的修正系数计算模型fx2，并以实时大气压力值和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到大气压力修正系数k2；
26.c)基于相对湿度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下相对湿度对功率的修正系数计算模型fx3，并以实时相对湿度值和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到相对湿度修正系数k3；
27.d)基于转速比功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下转速比对功率的修正系数计算模型fx4，并以实时转速比和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到转速比修正系数k4；
28.e)基于低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比下的低位热值对功率的修正系数计算模型fx5，并以实时低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比作为输入，采用插值计算方法计算得到低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比修正系数k5；
29.f)基于压气机进气压损功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下压气机进气压损对功率的修正系数计算模型fx6，并以实时压气机进气压损和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到压气机进气压损修正系数k6；
30.g)基于透平排气压损功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下透平排气压损对功率的修正系数计算模型fx7，并以实时透平排气压损和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到透平排气压损修正系数k7；
31.h)基于燃料温度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到燃料温度对功率的修正系数计算模型fx8，并以实时燃料温度为输入，计算得到燃料温度修正系数k8；
32.i)基于机组运行小时数功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到机组运行小时数对功率的修正系数计算模型fx9，并以实时机组运行小时数为输入，计算得到机组运行小时数修正系数k9；
33.j)采用下式计算燃气轮机功率修正系数k：
[0034][0035]
作为优选的技术方案，所述的加热后空气温度闭环控制方法采用串级控制方法，该串级控制方法所涉及控制回路包括主控制回路和副控制回路；
[0036]
所述主控制回路采用比例积分控制器或者比例积分微分控制器，所述控制器根据所述计算得到的加热后空气温度设定值与所述加热后空气温度测量值的偏差，计算得到加热空气所需的热流体能量流设定值；
[0037]
所述副控制回路采用比例控制器或比例积分控制器或比例微分控制器或比例积分微分控制器，所述控制器根据所述热流体能量流设定值与所述热流体的能量流计算值的偏差，计算输出执行器的控制指令。
[0038]
作为优选的技术方案，所述热流体能量流由热流体流量和热流体焓值相乘计算得到。
[0039]
作为优选的技术方案，所述主控制回路输出中叠加了前馈量，所述前馈量包括igv角度前馈校正系数和环境空气的焓值前馈校正系数。
[0040]
作为优选的技术方案，所述igv角度前馈校正系数通过模型计算而得，所述环境空气的焓值前馈校正系数通过模型计算而得，所述前馈量为所述igv角度前馈校正系数与环境空气的焓值前馈校正系数相乘所得。
[0041]
作为优选的技术方案，所述执行机构可为调节阀或循环泵配套的变频器；当所述执行机构为调节阀时，其输出为调节阀开度；当所述执行机构为循环泵配套的变频器时，其输出为变频器频率。
[0042]
作为优选的技术方案，所述燃气轮机功率额定值为燃气轮机iso工况100％负荷的功率设计值。
[0043]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0044]
(1)本发明根据燃气轮机机组接受agc指令的功率设定值和燃气轮机iso工况100％负荷功率额定值，以及边界条件对燃气轮机功率的修正曲线，实时计算出燃气轮机进口空气允许达到的加热后空气温度最高值，在考虑一定安全裕度后得到加热后空气温度设定值，实现对加热后空气温度设定值的实时控制，保证在宽负荷运行范围内的经济性和安全性。
[0045]
(2)采用主控制回路与副控制回路串联起来的串级控制系统对加热后空气温度进行控制，副控制回路可有效消除来自热流体侧的热流体焓值和热流体流量的扰动，主控制回路可有效消除igv角度和环境空气的焓值变化的扰动，因此可以大大减小这些扰动因素对于加热后空气温度的影响，控制效果明显改善，实现了对加热后空气温度的精准快速调节，达到了灵活调峰、又响应特性好的目的。
附图说明
[0046]
图1为燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值计算步骤图。
[0047]
图2为一种燃气轮机宽负荷节能控制方法示意图。
[0048]
图3为环境温度功率修正曲线。
[0049]
图4为大气压力功率修正曲线。
[0050]
图5为相对湿度功率修正曲线。
[0051]
图6为转速比功率修正曲线。
[0052]
图7为低位热值&h/c摩尔比功率修正曲线。
[0053]
图8为压气机进气压损功率修正曲线。
[0054]
图9为透平排气压损功率修正曲线。
[0055]
图10为燃料温度功率修正曲线。
[0056]
图11为机组运行小时数功率修正曲线。
[0057]
图12为igv角度前馈校正系数曲线。
[0058]
图13为环境空气焓值前馈校正系数曲线。
[0059]
图中标记所示：
[0060]
1、换热器，2、压气机，3、燃烧室，4、透平，5、发电机，6、调节阀，7、循环泵，101、燃气轮机，102、主控制回路，103、副控制回路，104、前馈量，23、主控制器，26、副控制器，27、变频器。
具体实施方式
[0061]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0062]
如图2示，一种燃气轮机宽负荷节能控制方法对安装有进气加热系统的燃气轮机设备进行控制。在该实施例中，热流体通过循环泵7升压，经过调节阀6，到压气机2前的换热器1的进口。通过换热器1将热流体的热量传递给外界环境空气，空气被加热后将进入压气机2中进行升温升压，到燃烧室3中与天然气进行混合燃烧，燃烧后的高温烟气到透平4中做功，所做的功一部分驱动压气机2旋转，其余净输出功则以电能的形式从发电机5输出。热流体的能量流可通过调节阀6或循环泵7配套的变频器进行调节。当用调节阀6进行调节时，可改变调节阀6的开度来控制热流体的能量流；当用变频器进行调节时，可改变变频器的频率，进而改变循环泵7的转速，从而对热流体的能量流进行调节，以此达到控制加热后空气温度的目的。
[0063]
在一个实施例中，燃气轮机101为ge公司某pg9351fa型燃气轮机，所述燃气轮机101的功率额定值p
iso
为燃气轮机iso工况100％负荷的功率设计值：252.6mw。
[0064]
所述燃气轮机101当前所处边界条件可根据现场dcs传感器(图2中未示出)实时数据得到。在一个实施例中，燃气轮机101当前所处边界条件为，外界环境温度：0℃、大气压力p
amb
：1015.71mbar、相对湿度rh：23.3％、转速比n：0.99996、低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比lhv：低位热值为49381kj/kg，燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比3.78、压气机进气压损δp
inlet
：58.14mmh2o、透平排气压损δp
outlet
：263.78mmh2o、燃料温度t
fuel
：184.6℃、机组运行小时数hour：20000小时。
[0065]
结合图1进行描述，在一个实施例中，所述加热后空气温度设定值确定方法，包括如下步骤：
[0066]
步骤1101：假定加热后空气温度设定基准值t
calc
为当前环境温度0℃；
[0067]
步骤1102：根据图3中环境温度对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到环境温度对功率的修正系数计算模型fx1。根据步骤1101中假定的加热后空气温度基准值t
calc
：0℃，计算得到环境温度修正系数k1：1.07137；
[0068]
根据图4中大气压力对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下大气压力对功率的修正系数计算模型fx2。并以实时大气压力p
amb
：1015.71mbar和加热后空气温度基准值t
calc
：0℃为输入，采用插值计算方法计算得到大气压力修正系数k2：1.00277；
[0069]
根据图5中相对湿度对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下相对湿度对功率的修正系数计算模型fx3。并以实时相对湿度rh：23.3％和加热后空气温度基准值t
calc
：0℃为输入，采用插值计算方法计算得到相对湿度修正系数k3：0.99827；
[0070]
根据图6中转速比对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下转速比对功率的修正系数计算模型fx4。并以实时转速比n：0.99996和加热后空气温度基准值t
calc
：0℃为输入，采用插值计算方法计算得到转速比修正系数k4：0.99866；
[0071]
根据图7中低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比对燃气轮机功率的修
正曲线，采用多项式拟合方法得到不同燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比下的低位热值对功率的修正系数计算模型fx5。并以实时低位热值49381kj/kg，燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比3.78作为输入，采用插值计算方法计算得到低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比修正系数k5：1.00002；
[0072]
根据图8中压气机进气压损对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下压气机进气压损对功率的修正系数计算模型fx6。并以实时压气机进气压损δp
inlet
：58.14mmh2o和加热后空气温度基准值t
calc
：0℃为输入，采用插值计算方法计算得到压气机进气压损修正系数k6：1.00529；
[0073]
根据图9中透平排气压损对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下透平排气压损对功率的修正系数计算模型fx7。并以实时透平排气压损δp
outlet
：263.78mmh2o和加热后空气温度基准值t
calc
：0℃为输入，采用插值计算方法计算得到透平排气压损修正系数k7：1.00111；
[0074]
根据图10中燃料温度对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到燃料温度对功率的修正系数计算模型fx8。并以实时燃料温度t
fuel
：184.6℃为输入，计算得到燃料温度修正系数k8：1.00000；
[0075]
根据图11中机组运行小时数对燃气轮机功率的修正曲线，采用多项式拟合方法得到机组运行小时数对功率的修正系数计算模型fx9。并以实时机组运行小时数hour：20000小时为输入，计算得到机组运行小时数修正系数k9：1.03846；
[0076]
计算燃气轮机功率修正系数k：
[0077][0078]
步骤1103：在一个实施例中，所述燃气轮机101当前接受调度agc指令的燃气轮机功率设定值p
agc
为205mw，根据燃气轮机功率设定值p
agc
与步骤1102中得到的燃气轮机功率修正系数k的比值，得到修正后燃气轮机功率p
corr
：197.50mw。
[0079]
步骤1104：在一个实施例中，所述燃气轮机101的修正后燃气轮机功率p
corr
与燃气轮机功率额定值p
iso
之差的允许误差δ为0.3mw，而|p
corr-p
iso
|＞δ，则转步骤1101进行循环迭代，直至修正后燃气轮机功率与燃气轮机功率额定值的偏差在允许范围δ内。
[0080]
步骤1105：根据计算，输出加热后空气温度基准值t
calc
：39.0℃。
[0081]
步骤1106：在一个实施例中，根据步骤1105中得到的加热后空气温度计算值t
calc
：39.0℃，并考虑一偏置项bias为2.0℃，得到加热后空气温度设定值t
set
：37.0℃。
[0082]
根据测量得到加热后空气温度测量值，以其作为被调量进行闭环控制，得到调节热流体能量流的执行机构指令。
[0083]
在一个实施例中，加热后空气温度闭环控制方法采用串级控制方法，包括主控制回路102与副控制回路103。
[0084]
主控制回路102包括主控制器23、前馈量104、加法部25、副控制回路103、加热后空气温度测量值t构成。
[0085]
副控制回路103包括副控制器26、变频器27、热流体能量流计算值m构成。
[0086]
在实施例中，主控制器23为比例积分控制器，主控制回路102的主控制器23根据加
热后空气温度设定值t
set
与加热后空气温度测量值t的偏差δt(＝t
set-t)经过比例积分计算，得到热流体能量流控制指令ma。
[0087]
热流体能量流控制指令ma与前馈量104的输出δma经过加法运算得到热流体能量流设定值m
set
。
[0088]
前馈量104考虑了igv角度和环境空气焓值变化对热流体能量流设定值m
set
的影响。前馈量104包括igv角度前馈校正系数计算模型fx10和环境空气焓值前馈校正系数计算模型fx11。
[0089]
并且，igv角度前馈校正系数计算模型fx10具有当所述燃气轮机101的igv角度增加时，igv角度前馈校正系数计算模型输出p增加的特性。以图12为例，当igv角度为基准角度(例如64
°
)时，输出值p为88；当igv角度大于基准角度时，输出值为大于88的常数p；当igv角度小于基准角度时，输出值为小于88的常数p。
[0090]
环境空气焓值前馈校正系数计算模型fx11具有当所述燃气轮机101的外界环境空气焓值增加时，环境空气焓值前馈校正系数计算模型输出q减小的特性。以图13为例，当环境空气焓值为基准焓值(例如30kj/kg)时，输出值q为395；当环境空气焓值大于基准焓值时，输出值为小于395的常数q；当环境空气焓值小于基准焓值时，输出值为大于395的常数q。
[0091]
前馈量104以igv角度前馈校正系数p与环境空气焓值前馈校正系数q经过乘法部24的乘法运算，得到前馈量输出δma。
[0092]
前馈量输出δma与热流体能量流控制指令ma经过加法部25的加法运算，输出热流体能量流设定值m
set
。主控制回路102根据热流体能量流设定值m
set
对热流体能量流进行控制。
[0093]
在实施例中，副控制器26为比例积分控制器，副控制回路103的副控制器26根据热流体能量流设定值m
set
与热流体能量流计算值m的偏差δm(＝m
set-m)经过比例积分计算，得到变频器27的控制指令pa
set
。
[0094]
副控制回路103以热流体能量流计算值m作为被调量，由热流体焓值和质量流量乘积计算得到。
[0095]
采用主控制回路与副控制回路串联起来的串级控制系统对加热后空气温度进行控制，来自热流体侧的干扰因素被包括在副控制回路内，因此可以大大减小这些扰动因素对于加热后空气温度的影响。对于igv角度和外界环境空气焓值方面的干扰，采用串级控制也可以得到一些改善，控制效果具有明显的改善。从而可实现燃气轮机宽负荷节能控制运行。
[0096]
本发明对安装有进气加热系统的燃气轮机实现宽负荷节能运行，实现对加热后空气温度设定值的实时控制，保证宽负荷运行范围内的经济性和安全性，同时可实现对加热后空气温度的精准快速调节，达到宽负荷经济运行、灵活调峰能力、又响应特性好的目的。
[0097]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
技术特征：1.一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)读取燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值；2)根据燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值，计算燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值；3)测量加热后空气温度测量值，以所述加热后空气温度测量值作为被调量进行闭环控制，得到调节热流体能量流的执行机构指令。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述燃气轮机所处边界条件参数包括所述燃气轮机的外界环境温度、大气压力、相对湿度、转速比、低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比、压气机进气压损、透平排气压损、燃料温度和机组运行小时数。3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述加热后空气的温度设定值的计算方法包括以下步骤：21)以当前环境温度作为加热后空气温度设定基准值；22)基于加热后空气温度设定基准值和燃气轮机所处边界条件计算得到燃气轮机功率修正系数；23)计算燃气轮机当前接受调度agc指令中的燃气轮机功率设定值与燃气轮机功率修正系数的比值，得到修正后的燃气轮机功率；24)如果修正后燃气轮机功率与燃气轮机功率额定值的偏差在允许范围内，则进入步骤25)；否则，返回步骤21)；25)输出加热后空气温度基准值，并以其作为燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值。4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述的燃气轮机功率修正系数计算方法如下：a)基于环境温度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到环境温度对功率的修正系数计算模型fx1，并以加热后空气温度基准值为输入，计算得到环境温度修正系数k1；b)基于大气压力功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下大气压力对功率的修正系数计算模型fx2，并以实时大气压力值和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到大气压力修正系数k2；c)基于相对湿度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下相对湿度对功率的修正系数计算模型fx3，并以实时相对湿度值和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到相对湿度修正系数k3；d)基于转速比功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下转速比对功率的修正系数计算模型fx4，并以实时转速比和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到转速比修正系数k4；e)基于低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比下的低位热值对功率的修正系数计算模型fx5，并以实时低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比作为输入，采用插值计算方法计算得到低位热值和燃料组分中氢原子和碳原子的摩尔比修正系数k5；
f)基于压气机进气压损功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下压气机进气压损对功率的修正系数计算模型fx6，并以实时压气机进气压损和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到压气机进气压损修正系数k6；g)基于透平排气压损功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到不同空气温度下透平排气压损对功率的修正系数计算模型fx7，并以实时透平排气压损和加热后空气温度基准值为输入，采用插值计算方法计算得到透平排气压损修正系数k7；h)基于燃料温度功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到燃料温度对功率的修正系数计算模型fx8，并以实时燃料温度为输入，计算得到燃料温度修正系数k8；i)基于机组运行小时数功率修正曲线，采用多项式拟合方法得到机组运行小时数对功率的修正系数计算模型fx9，并以实时机组运行小时数为输入，计算得到机组运行小时数修正系数k9；j)采用下式计算燃气轮机功率修正系数k：修正系数k：5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述的加热后空气温度闭环控制方法采用串级控制方法，该串级控制方法所涉及控制回路包括主控制回路和副控制回路；所述主控制回路采用比例积分控制器或者比例积分微分控制器，所述控制器根据所述计算得到的加热后空气温度设定值与所述加热后空气温度测量值的偏差，计算得到加热空气所需的热流体能量流设定值；所述副控制回路采用比例控制器或比例积分控制器或比例微分控制器或比例积分微分控制器，所述控制器根据所述热流体能量流设定值与所述热流体的能量流计算值的偏差，计算输出执行器的控制指令。6.根据权利要求5所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述热流体能量流由热流体流量和热流体焓值相乘计算得到。7.根据权利要求5所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述主控制回路输出中叠加了前馈量，所述前馈量包括igv角度前馈校正系数和环境空气的焓值前馈校正系数。8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述igv角度前馈校正系数通过模型计算而得，所述环境空气的焓值前馈校正系数通过模型计算而得，所述前馈量为所述igv角度前馈校正系数与环境空气的焓值前馈校正系数相乘所得。9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述执行机构可为调节阀或循环泵配套的变频器；当所述执行机构为调节阀时，其输出为调节阀开度；当所述执行机构为循环泵配套的变频器时，其输出为变频器频率。10.根据权利要求1所述的一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，其特征在于，所述燃气轮机功率额定值为燃气轮机iso工况100％负荷的功率设计值。
技术总结本发明涉及一种燃气轮机宽负荷节能控制方法，所述方法包括：1)读取燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值；2)根据燃气轮机功率设定值、燃气轮机功率额定值和燃气轮机所处边界条件参数的实时值，计算燃气轮机进气加热系统加热后空气的温度设定值；3)测量加热后空气温度测量值，以所述加热后空气温度测量值作为被调量进行闭环控制，得到调节热流体能量流的执行机构指令。与现有技术相比，本发明对安装有进气加热系统的燃气轮机实现宽负荷节能运行，实现对加热后空气温度设定值的实时控制，同时可实现对加热后空气温度的精准快速调节，达到宽负荷经济运行、灵活调峰能力、又响应特性好的目的。的。的。
技术研发人员：韩朝兵 陈欢乐 陈家伦 蒋欢春 戴坤鹏 黄素华 卞韶帅 黄新 祝建飞
受保护的技术使用者：上海明华电力科技有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
