技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電鍋爐應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍋爐功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在中國(guó)三北地區(qū)電力市場(chǎng)容量富裕，燃機(jī)、抽水蓄能等可調(diào)峰電源稀缺，電網(wǎng)調(diào)峰與火電機(jī)組靈活性之間矛盾突出，電網(wǎng)消納風(fēng)電、光電、水電及核電等新能源的能力不足，棄風(fēng)、棄光、棄水和棄核現(xiàn)象嚴(yán)重。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組“以熱定電”方式運(yùn)行，調(diào)峰能力僅為10％左右。調(diào)峰困難已經(jīng)成為電網(wǎng)運(yùn)行中最為突出的問(wèn)題。隨著未來(lái)不穩(wěn)定的可再生發(fā)電量的進(jìn)一步增加，如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻和電能的存儲(chǔ)將變的越來(lái)越重要。而利用電鍋爐在電廠內(nèi)部或負(fù)荷側(cè)開(kāi)展電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，是國(guó)內(nèi)外以及獲得成功的調(diào)節(jié)措施；另一方面，利用低谷電和電鍋爐在夜間進(jìn)行儲(chǔ)熱白天供熱，來(lái)替代高污染高排放的燃煤采暖鍋爐，是解決北方采暖季霧霾問(wèn)題的有效辦法。

現(xiàn)有技術(shù)中的電鍋爐，直接與電廠或電網(wǎng)連接，由電廠或電網(wǎng)提供輸入電壓，由于電鍋爐在工作過(guò)程中，其輸入電壓保持不變，導(dǎo)致其耗電功率也不能改變。大多數(shù)類型的電鍋爐只有兩種狀態(tài)，不工作時(shí)為0負(fù)荷，工作時(shí)則是滿負(fù)荷，特別是大功率高電壓固體蓄熱電鍋爐，由于不具有無(wú)級(jí)功率調(diào)節(jié)功能，它的突然投入和切除，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生大的功率波動(dòng)影響，不利于電網(wǎng)的穩(wěn)定。

為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)改變電鍋爐耗電功率的調(diào)節(jié)方法主要是依靠電鍋爐設(shè)備本身進(jìn)行調(diào)節(jié)，但這種自身帶功率調(diào)節(jié)功能的電鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用，行業(yè)內(nèi)急需一種能夠?qū)Υ蠊β孰婂仩t進(jìn)行功率調(diào)節(jié)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供一種電鍋爐功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用調(diào)壓裝置對(duì)電鍋爐的輸入電壓進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了電鍋爐的輸出功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，在不改變電鍋爐設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上解決了現(xiàn)有技術(shù)中電鍋爐的輸出功率不可調(diào)節(jié)的問(wèn)題，還通過(guò)控制裝置對(duì)調(diào)壓裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了電鍋爐功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。同時(shí)，由于調(diào)壓裝置的響應(yīng)時(shí)間最高可達(dá)毫秒級(jí)，使得具有無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)功能的電鍋爐在電廠的內(nèi)部或負(fù)荷側(cè)具備電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻的功能。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一方面提供了一種電鍋爐功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于電鍋爐功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，包括電鍋爐，其輸入端通過(guò)調(diào)壓裝置與供電線路連接，其輸出端與供熱系統(tǒng)或用熱設(shè)備連接；調(diào)壓裝置，其輸入端與所述供電線路連接，其輸出端與所述電鍋爐的輸入端連接，用于調(diào)節(jié)所述電鍋爐的輸入電壓，以調(diào)節(jié)所述電鍋爐的輸出功率；控制裝置，分別與所述電鍋爐和調(diào)壓裝置連接，用于控制所述調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)所述電鍋爐的輸入電壓。

進(jìn)一步，所述電鍋爐為電加熱管加熱鍋爐、固體蓄熱電鍋爐、相變材料電鍋爐、電極鍋爐、電蒸汽鍋爐、電熱水鍋爐中的一種。

進(jìn)一步，所述調(diào)壓裝置為可控硅調(diào)壓器、電力電子變壓器、分線接頭調(diào)節(jié)變壓器、PWM雙橋疊加變壓器、PWM斬波變壓器、串聯(lián)電壓源變壓器中的一種。

進(jìn)一步，所述控制裝置包括獲取模塊，與所述電鍋爐連接，用于獲取所述電鍋爐的輸入電壓U1；計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電鍋爐的輸入電壓U1計(jì)算出所述電鍋爐的輸出功率P1；比較模塊，用于將所述電鍋爐的輸出功率P1與預(yù)輸出功率P進(jìn)行比較，得到第一比較結(jié)果；控制模塊，與所述調(diào)壓裝置連接，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果控制所述調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)所述電鍋爐的輸入電壓U1。

進(jìn)一步，所述電鍋爐包括電鍋爐控制柜，其輸入端與所述調(diào)壓裝置的輸出端連接；電鍋爐本體，其輸入端與所述電鍋爐控制柜的輸出端連接，輸出端與所述供熱系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步，所述調(diào)壓裝置的輸入端的電壓范圍為380V-500kV。

進(jìn)一步，所述調(diào)壓裝置的輸出端的電壓范圍為380V-110kV。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種電鍋爐功率調(diào)節(jié)方法，使用上述所述的電鍋爐功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：獲取電鍋爐的輸入電壓U1；根據(jù)所述電鍋爐的輸入電壓U1計(jì)算出所述電鍋爐的輸出功率P1；將所述電鍋爐的輸出功率P1與預(yù)輸出功率P進(jìn)行比較，得到第一比較結(jié)果；基于所述第一比較結(jié)果，匹配到與所述第一比較結(jié)果相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略；根據(jù)所述預(yù)設(shè)控制策略輸出控制參數(shù)，以控制所述調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)所述電鍋爐的輸入電壓U1。

進(jìn)一步，所述基于所述第一比較結(jié)果，匹配到與所述第一比較結(jié)果相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略的步驟包括：當(dāng)P1小于P時(shí)，控制裝置控制所述調(diào)壓裝置升高所述電鍋爐的輸入電壓U1；當(dāng)P1等于P時(shí)，所述控制裝置控制所述調(diào)壓裝置保持所述電鍋爐的輸入電壓U1不變；當(dāng)P1大于P時(shí)，所述控制裝置控制所述調(diào)壓裝置降低所述電鍋爐的輸入電壓U1。

(三)有益效果