Možnost využití turbogenerátorů při přechdu částsi ES do ostrovního provozu

Abstract

Tato práce se zabývá problematikou přechodu parních elektrárenských bloků do os-trovního provozu (OP). Zmíněné bloky pracují na principu přeměny tepla na elektřinu pomocí turbogenerátorů využívajících jako tepelný motor parní turbínu. Udržení požadovaného výkonu na svorkách generátoru je základním úkolem těchto systémů, protože se podílejí na pokrytí požadované hodnoty spotřeby elektřiny v elektrizační síti, která musí být zajištěna s kvalitativními parametry. Ve střídavé elektrizační síti jsou těmito parametry napětí a frekvence, jejichž změna oproti jmenovitým hodnotám indikuje narušení výkonové rovnováhy v síti. Pro zabránění překročení jejich mezních hodnot je nutno provádět v síti výkonová opatření. Tato opatření jsou specifikována frekvenčním plánem, který stanovuje, jaké opatření se přijímá na jednotlivých hodnotách. Při překročení mezní hodnoty frekvence přecházejí turbogenerátory do OP tak, aby po odstranění výkonové nerovnováhy v síti mohly být v co nejkratší době opět schopny pokrývat spotřebu. Udržení turbogenerátoru v provozu na nízkých výkonových hladinách je tedy důležitou úlohou. Práce řeší problematiku a způsoby regulace páry vstupující do turbíny, čímž se udržuje výkonová bilance turbosoustrojí. Dynamika tohoto procesu je především určena schopnostmi mechanických prvků zajišťujících změnu výkonu, což jsou regu-lační ventilová zařízení umožňující změnu hmotnostních toků páry procházejících přes turbínu. Regulace je vyšetřována na základě sestaveného modelu turbíny v programu Matlab Simuling. Tento model je aplikován na reálný případ turbosoustrojí. Klíčovým prvkem pro dynamické snížení výkonu v tomto modelu je záchytný ventil (ZV), jehož dynamické schopnosti při zavírání limitují přechod turbosoustrojí do OP. Další část práce se zaobírá vysokotlakou hydraulickou (VTH) regulací a následně vytvořením modelu tohoto typu regulace jako regulace skupinové. Tento model je aplikován v modelu turbogenerátoru zapojeného do elektrizační sítě, následně je tento turbogenerátor přepnut do OP. Výstupní dynamické charakteristiky turbogenerátoru zobrazující přechod do OP jsou verifikovány na reálných parametrech. Pro další fázi výzkumu je pro vyšetřovaný turbogenerátor se stejnými parametry vytvořen model nízkotlaké hydraulické (NTH) regulace. Tento turbogenerátor je přepnut za stejných podmínek jako při VTH regulaci do OP tak, aby bylo možné porovnat rozdíly v jednotlivých typech těchto vyšetřovaných regulací při přechodu na vlastní spotřebu bloku. V závěrečné části práce jsou vyhodnoceny získané výstupy z VTH a NTH regulace z hlediska dynamiky přechodu do OP. Dále jsou stanovena kritéria a hodnotící parametry pro přechod bloku na vlastní spotřebu, jenž je nejmenším OP. Tento přechod je při provozu bloku nejvíce dynamicky náročný na regulaci, a proto tedy nejlépe prověří regulační vlastnosti turbogenerátoru