Conceptual Introduction to Smooth Control of Active Power for Thermal Power Units Operating in National Power System

• Autorzy: Lipiński M. , Fennig W. , Mączka T. , Ziaja E.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2018302

Warianty tytułu

PL

Koncepcja łagodnej regulacji mocy czynnej bloków cieplnych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper describes the control modes (boiler follow and turbine follow) commonly used in the operation of thermal power units for automatic active power control of power plants in the Polish National Power System. The benefits and disadvantages of both control modes are discussed. A novel concept is presented for a so-called smooth control of active power, which is based on real-time grouping of several power units to operate as one (in the so-called substitute unit) in both control modes discussed here and with boiler follow as the predominant mode. As demonstrated by initial research and simulation, this novel approach to power unit group control (operated to one bus bar) meets the accuracy of active power control specified by the Transmission System Operator (TSO). The completed simulations and studies also reveal that application of smooth active power control will help reduce the negative effects present in currently applied individual power unit control (with each power unit operated independently in turbine follow). The novel concept will also reduce the number of control processes and eliminate a considerable part of internal disturbances of the substitute unit is eliminated so they will not be transferred to the power system. Furthermore, implementation of the novel concept can help reduce fuel combustion, meet the environmental protection targets by reducing harmful gas and particulate emissions, and extend the operating life of power unit thermal and pressure equipment.

PL

Opisano powszechnie stosowane tryby pracy bloków cieplnych („prowadzący kocioł” i „prowadząca turbina”) wykorzystywane do automatycznej regulacji mocy czynnej w elektrowniach pracujących w KSE. Omówiono zarówno wady, jak i zalety obu trybów pracy. Przedstawiono nowatorską koncepcję tzw. łagodnej regulacji mocy czynnej, opartą na tworzeniu w czasie rzeczywistym grupy złożonej z kilku bloków pracujących jako całość (wieloblok) w omówionych trybach pracy, z przewagą trybu wiodący kocioł. Jak wykazały prace wstępne i symulacje, przedstawione nowatorskie podejście do regulacji grupą bloków (pracującą na wspólne szyny) spełnia wymagania dotyczące dokładności regulacji mocy czynnej wymaganej przez operatora systemu przesyłowego (Polskie Sieci Energetyczne – PSE). Ponadto wykonane analizy i symulacje wskazują, że zastosowanie tej regulacji pozwoli na ograniczenie nega- tywnych skutków występujących przy obecnie stosowanej regulacji indywidualnej dla każdego bloku (bloki pracują indywidualnie w trybie „prowadzącej turbiny”). Proponowane rozwiązanie ograniczy liczbę wymaganych procesów regulacji i zlikwiduje znaczną część zakłóceń bloku, nie przenosząc ich do systemu elektroenergetycznego. Wprowadzenie proponowanego rozwiązania będzie skutkować ograniczeniem ilości spalanego paliwa, zmniejszeniem emisji szkodliwych gazów i pyłów oraz wydłużeniem czasu eksploatacji urządzeń cieplnych i ciśnieniowych bloków.

Słowa kluczowe

EN

power system; power control; power frequency; smooth control; boiler follow; turbine follow

PL

system elektroenergetyczny; regulacja mocy; regulacja częstotliwości; łagodna regulacja; wiodący kocioł; wiodąca turbina

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 15--25
• Opis fizyczny: Bibligr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lipiński M.

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych sp. z o.o.

autor

Fennig W.

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych sp. z o.o.

autor

Mączka T.

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych sp. z o.o.

autor

Ziaja E.

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych sp. z o.o.

Bibliografia

• 1. Ziaja E. et al., “Active power termal energetic units smooth control”, Energetyka, No. 12/2011, pp. 794–798.
• 2. Institute of Power Systems Automation Ltd Wrocław – Poland, “The method of automatic control of active power and frequencies of thermal power units”, patent, exclusive rights UP RP No. 219712, Publication date BUP 2012.
• 3. “Reception measurements report of primary, secondary control systems, with Y1 (Y1i) signal and tripod with Y0 or using BPP signal on block 5 at Dolna Odra Power Plant”, documentation no 68/ ZC/2011, Power Research & Testing Company „ENERGOPOMIAR” Ltd, March 2011.
• 4. “Reception measurements report of primary, secondary control systems, with Y1 (Y1i) signal and tripod with Y0 or using BPP signal on block 2 at Dolna Odra Power Plant”, documentation no 241/ ZC/2011, Power Research & Testing Company „ENERGOPOMIAR” Ltd, October 2011.
• 5. Staszałek K., Stanek R., “Monitoring of operating conditions of boilers of 200 MW power units to assess the impact of cycle load on the technical condition of selected components and construction nodes”, Energetyka, No 12/2016 (750), pp. 800–804.
• 6. Grzesiczek E., Rajca S., “Damage caused by flexible operation and long standstills of turbine sets” Energetyka, nr 12/2016 (750), pp. 804–807.
• 7. Kordyaczny H., Śpiewak I., “Modern flue gas denitrification technologies for power industry and other industrial branches vs changing environmental regulations”, Energetyka, No 12/2016 (750), pp. 723–727.
• 8. Regulation of the Minister of the Environment of 4 November 2014 on emission standards for certain types of installations, sources of fuel combustion and devices for incineration or co-incineration of waste. Dz.U. 2014 poz. 1546 [online], http://isap.sejm.gov.pl/DetailsServlet?id=WDU20140001546 [access: 5.11.2018].
• 9. “Best Available Techniques (BAT). Reference Document for Large Combustion Plants Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control)”, JOINT RESEARCH CENTRE Institute for Prospective Technological Studies Sustainable Production and Consumption Unit European IPPC Bureau Final Draft, June 2016 [online], http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/LCP_FinalDraft_06_2016.pdf [access: 5.11.2018].
• 10. Kuliński W., Tomkiewicz R., “The group power regulator with the economical load distribution function (ERO)”, Energetyka, No 12/1996, pp.693–696.
• 11. “Modernization of ARCZ controller (RTM-4) system for regulating the generated power on the power plant”, documentation No 2875-P-3, Institute of Power Systems Automation Ltd Wrocław – Poland, July 2016.

Uwagi

1. Wersja polska na stronach 26--32.

2. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).