[논문]발전소에서 터빈 제어밸브의 전환운전 알고리듬 개선

우주희; 정창기; 김종안; 김병철; 최인규

발전소에서 터빈 제어밸브의 전환운전 알고리듬 개선
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우주희 (한국전력공사 전력연구원) , 정창기 (한국전력공사 전력연구원) , 김종안 (한국전력공사 전력연구원) , 김병철 (한국전력공사 전력연구원) , 최인규 (한국전력공사 전력연구원)

증기터빈 발전소에서 터빈제어밸브는 운전중 적절히 개도를 조절하여 보일러에서 공급되는 유량을 조절하여 터빈속도 및 발전기의 전기적 출력을 제어할 수 있도록 해준다. 이러한 터빈제어밸브는 4개로 구성되어 있으며, 운전중 최적의 발전효율을 얻기 위해 저부하에서는 4개의 제어밸브가 동일하게 조절되다가 밸브 전환운전을 완료한 후 4개의 밸브가 주어진 특성에 따라 각기 조절되어야 할 필요성이 있다. 대상 발전소에서 시행하고 있는 운전절차중 하나인 밸브전환 운전은 발전기 출력의 변화가 수반되며 이를 최소화하기 위해 고압터빈측의 1단 압력을 궤환하여 보상하는 알고리듬을 사용하고 있다. 사용중에 발전기 출력변화가 발생되어 이를 개선하기 위해 적용되는 알고리듬을 보완하여 실제 발전소 현장에 적용한 결과를 소개하고자 한다.

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문제 정의

본 논문에서는 밸브 전환운전시 터빈제어시스템의 제어성능을 향상시키기 위해 궤환받는 신호의 오차에 비례하여 발전기 출력 보상을 하는 체어알고리듬을 구헌하고 실제 발전소 현장에 적용한 결과틀 소개하고자 한다.

제안 방법

또한 그림 5의 시운전 결과를 보면 Transfer Value가 55% 근처에서 급격한 부하변동이 발생되었는데 야의 영향을 줄이기 위해 PA용 바이어스값의 변화를 그림 3에 표시한 부분에 교림 4에서와 같이 완만하게 변하도록 수정하였다.
발전소에서 시행하고 있는 운전절차중 하나연 밸브전환운전에서 반드시 따르계 되는 발전기 출력의 변화를 최소화하고자 고압터빈촉의 1단 압력을 궤환하는 알고리듬을 개선한여 발전소에 실제 적용하였다. 제여오차에 비례한 가변 기울기를 사용하고 바이어스값의 변화율을 조정하여 보상한 결과수정천의 결과보다 양호한 상태를 보여주었다.

성능/효과

개선전의 상태와 발전소 운전상태가 똑같지 않으므로 정확한 비교는 어렵겠지만, CV3이 닫힐때와 발전기 출력변화폭만 비교한다면, 수정전보다더 빠르게 밸브전환운전을 시행하여도 개선천보다 더 좋은 결과를 보여주고 었다. 하지만 시혐결과를 더 걔선하기 위해 위 수정된 로직예서 FSP 편차가 작은 구간에서 좀더 보상값을 크게 할 필요가 있을 것으로 판단된다.
기존의 알고리듬에 의해 발전소 실제 운전중에 두 번희 시운전 기회가 있었으며, 첫 번째 시운전 결과에 의햬 최적으로 선택된 기울기 (0.17%/sec = 51MW/min)를 선택하여 80MW, PSP 19kg/cm2에서 변환율 Slow(밸브전환 운전이 20분 소요됨)으로 시작한 결과는 그림 5와 같았다. 첫 번께 보다는 안정적인 결과를 보여주었지깐 발전기 출력의 변화폭이 최대 10MW까지 변동되었으며, CV3이 닫히는 과정에서 FSP가 급격히 감소되는 결과를 보여주었다.
알고리듬을 개선한여 발전소에 실제 적용하였다. 제여오차에 비례한 가변 기울기를 사용하고 바이어스값의 변화율을 조정하여 보상한 결과수정천의 결과보다 양호한 상태를 보여주었다. 또한 이 알고리듬을 발전소 운전중에 실시하는 CV 시험에도 동일하게 적용하여 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
17%/sec = 51MW/min)를 선택하여 80MW, PSP 19kg/cm2에서 변환율 Slow(밸브전환 운전이 20분 소요됨)으로 시작한 결과는 그림 5와 같았다. 첫 번께 보다는 안정적인 결과를 보여주었지깐 발전기 출력의 변화폭이 최대 10MW까지 변동되었으며, CV3이 닫히는 과정에서 FSP가 급격히 감소되는 결과를 보여주었다.

후속연구

제여오차에 비례한 가변 기울기를 사용하고 바이어스값의 변화율을 조정하여 보상한 결과수정천의 결과보다 양호한 상태를 보여주었다. 또한 이 알고리듬을 발전소 운전중에 실시하는 CV 시험에도 동일하게 적용하여 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
었다. 하지만 시혐결과를 더 걔선하기 위해 위 수정된 로직예서 FSP 편차가 작은 구간에서 좀더 보상값을 크게 할 필요가 있을 것으로 판단된다. 아래 표 1은 그림 5와 7의 X축 및 y축 설정상태를 표시하였다.

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