提高的轉(zhuǎn)速nmech運(yùn)行。相應(yīng)于在時間t日與tl之間的轉(zhuǎn)速nmech 提高時進(jìn)行的熱氣體溫度ThDt的降低，現(xiàn)在熱氣體溫度ThDt可W提高W便使功率提高到滿負(fù) 載值。作為結(jié)果，燃?xì)鉂M輪機(jī)在設(shè)計熱氣體溫度情況下W提高的轉(zhuǎn)速nmesh運(yùn)行并且可W在 該實(shí)例中為了頻率支持的目的輸出滿負(fù)載功率之上的標(biāo)準(zhǔn)化的功率。其在該實(shí)例中為 100.8%。運(yùn)可W在不出現(xiàn)對使用壽命下降的容忍(其它情況下對于頻率支持運(yùn)是常見的）的 情況下實(shí)現(xiàn)。從時刻t4起恢復(fù)電網(wǎng)頻率F并且隨后可W降低相對功率Pre擬及相應(yīng)地降低轉(zhuǎn) 速nmech，直到在時刻t5再次實(shí)現(xiàn)正常的滿負(fù)載運(yùn)行。
[0114] 為了將組合式發(fā)電站的凈功率在預(yù)期的過低頻率事件之前在從tl至t2的時段中恒 定地保持，燃?xì)鉂M輪機(jī)功率Prel必須最終提高。通過提高的轉(zhuǎn)速nmech，通過滿輪機(jī)的質(zhì)量流 量和進(jìn)而壓力比升高。此外，燃?xì)鉂M輪機(jī)的熱氣體溫度降低。兩者導(dǎo)致了滿輪機(jī)出口溫度的 下降，運(yùn)可能盡管在升高的排氣質(zhì)量流量的情況下也對蒸汽滿輪機(jī)的功率產(chǎn)生不利影響并 且通過燃?xì)鉂M輪機(jī)功率Prel補(bǔ)償。
[0115] 如在圖11和圖12的實(shí)例中，如果想要在過低頻率期間還(在對于頻率支持常見的 對使用壽命下降的容忍的情況下）提高熱氣體溫度化。t超過設(shè)計值，則燃?xì)鉂M輪機(jī)功率Prel 還可能繼續(xù)升高超過滿負(fù)載值。
[0116] 根據(jù)燃?xì)鉂M輪機(jī)的驅(qū)動狀態(tài)和燃?xì)鉂M輪機(jī)12的運(yùn)行方案，與轉(zhuǎn)速提高相聯(lián)系的功 率升高的補(bǔ)償并不通過化。t，而是通過另一個調(diào)節(jié)參數(shù)、例如可調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)導(dǎo)向葉片42、 或調(diào)節(jié)參數(shù)的組合來實(shí)現(xiàn)。
[0117] 在圖中示出的相對功率Prel設(shè)及似穩(wěn)的運(yùn)行中的功率。動力學(xué)的功率部分，如其在 軸系的轉(zhuǎn)速變化中出現(xiàn)地一樣，是可W忽略的。
[0118] 對于在圖11至13中示出的實(shí)例來說，蒸汽滿輪機(jī)功率的質(zhì)量曲線典型地對應(yīng)于燃 氣滿輪機(jī)12的相對功率Prel。對于根據(jù)圖11的燃?xì)鉂M輪機(jī)12的固定的電網(wǎng)禪合的常規(guī)情況 來說，排氣質(zhì)量流量和為水-蒸汽循環(huán)提供的熱量隨著燃?xì)鉂M輪機(jī)12的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmesh減少。 基于減少的質(zhì)量流量和升高的熱氣體溫度化。t，然而燃?xì)鉂M輪機(jī)12的排氣溫度52升高，因此 蒸汽滿輪機(jī)24的功率損失比燃?xì)鉂M輪機(jī)12的功率損失更小。在排氣溫度52劇烈升高時，蒸 汽滿輪機(jī)12的功率甚至可W保持恒定或升高。在圖12和13中示出的過低頻率事件期間，蒸 汽滿輪機(jī)24的功率基于提高的排氣能量而升高并且因此有助于頻率支持。
[0119] 燃?xì)鉂M輪機(jī)12的快速的電網(wǎng)頻率事件的曲線W及可能的通過電去禪在運(yùn)種事件 的曲線上施加的影響在圖14至圖18中借助過低頻率事件示例性地說明。其針對于50Hz的電 網(wǎng)21描述，但也類似地可用于60化的電網(wǎng)21或帶有另外設(shè)計頻率的電網(wǎng)21。通過類比法，也 為技術(shù)人員展示了用于過高頻率事件的相應(yīng)的方案。干擾信號、電網(wǎng)頻率F的高頻的小變化 或噪聲是可W忽略的并且未示出。
[0120] 電網(wǎng)頻率F的高頻的小變化或噪聲對于調(diào)節(jié)的影響可W通過死區(qū)加 W抑制。運(yùn)表 明，在超過界限值之后才對頻率變化作出反應(yīng)。
[0121] 由于可能的是，電網(wǎng)頻率緩慢地從死區(qū)中出來，對于運(yùn)種緩慢的、但不具有快速的 燃?xì)鉂M輪機(jī)12的負(fù)載變化的頻率移動應(yīng)作出回應(yīng)，可W在調(diào)節(jié)裝置中W相對于電網(wǎng)頻率的 滑動平均值加上圍繞該平均值的死區(qū)的頻率偏差來處理。死區(qū)和滑動平均值、也稱為平均 的供電頻率，針對于沒有電網(wǎng)21和燃?xì)鉂M輪機(jī)12的電去禪的常規(guī)的燃?xì)鉂M輪機(jī)12,在 EP0858153中詳細(xì)地加 W描述。EP0858153和其在具有與電網(wǎng)21的電子去禪的燃?xì)鉂M輪機(jī)12 上的應(yīng)用是該申請的組成部分。
[0122] 在圖14和15中根據(jù)理想化的實(shí)例探討了動態(tài)功率Pdyn,其在燃?xì)鉂M輪機(jī)12的軸系 的轉(zhuǎn)速變化期間輸出。
[0123] 在圖14中示意性地示出了在過低頻率事件期間從燃?xì)鉂M輪機(jī)軸系輸出到電網(wǎng)上 的動態(tài)功率Pdyn, W及燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速nmech的曲線。在該實(shí)例中，電網(wǎng)頻率F在時間T2與T3之 間W恒定的梯度而從50化下降到49化。基于軸系的旋轉(zhuǎn)動能的變化，在轉(zhuǎn)速改變時，動態(tài)功 率Pdyn被輸出，其與轉(zhuǎn)速變化的梯度成比例。電網(wǎng)頻率變化與燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化之間的 比例在預(yù)設(shè)的電網(wǎng)頻率變化情況下對于過低頻率事件的影響(其在運(yùn)里顯示為標(biāo)準(zhǔn)化的電 網(wǎng)頻率fG)借助3個比例說明。在初始情況下，燃?xì)鉂M輪機(jī)軸系的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmechaW比例1 : 1， 如其強(qiáng)制地也對于固定的機(jī)械禪合的情況那樣，隨著電網(wǎng)頻率F變化。相應(yīng)地在轉(zhuǎn)速變化期 間，輸出了標(biāo)準(zhǔn)化的動態(tài)功率Pdyna。運(yùn)與轉(zhuǎn)速變化的梯度W及與轉(zhuǎn)速成比例，其中在此簡化 地僅僅示出了與轉(zhuǎn)速梯度的關(guān)系。
[0124] 在第二種情況下，轉(zhuǎn)速相比標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)頻率的比例更劇烈地下降。相應(yīng) 地，可W輸出雙倍的動態(tài)功率Pdyn,2。為此而必須忍受機(jī)械轉(zhuǎn)速rwh,3的雙倍量的降低。
[012引在第S種情況下，轉(zhuǎn)速相比標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)頻率feWl: 2的比例更弱地下降。相應(yīng) 地，可W輸出僅僅一半的動態(tài)功率Pdyn,3。機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech,3為此而僅一半劇烈地降低，因此燃 氣滿輪機(jī)的似穩(wěn)的功率不劇烈地下降并且與可能的壓縮機(jī)累的間距保持更大。
[0126] 在圖15中示意性地示出了在預(yù)期的過低頻率事件的情況下，電網(wǎng)頻率變化與電子 去禪的燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化之間的比例的影響。為了進(jìn)行比較再次示出了第一種情況， 其中軸系的轉(zhuǎn)速變化nmech,l，恰好遵循了標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)頻率fG的變化并且進(jìn)而在時間T2與T3 之間的瞬態(tài)期間導(dǎo)致了動態(tài)功率Pdyn,1的輸出。在該實(shí)例中，操作人員被告知即將來臨的事 件，例如從電網(wǎng)斷開較大的發(fā)電站或者將較大的用電設(shè)備接到電網(wǎng)上，從而可能導(dǎo)致頻率 下降。相應(yīng)地，在時刻To選擇燃?xì)鉂M輪機(jī)的待機(jī)模式。為了對過低頻率事件做準(zhǔn)備，現(xiàn)在燃 氣滿輪機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech提高并且在時刻Tl達(dá)到提高的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech。相應(yīng)地，由軸系接收 動態(tài)功率Pdyn(未示出）。
[0127] 在對于預(yù)期的過低頻率事件的第一實(shí)例中，燃?xì)鉂M輪機(jī)12的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmeth,4首先 在To與Tl之間提高了 1%。此外在T2與T3之間的電網(wǎng)頻率下降期間，燃?xì)鉂M輪機(jī)軸系的轉(zhuǎn)速 nmech,4相比標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)頻率f擬1:2的比例更弱地下降。相應(yīng)地，可W輸出僅僅一半的動 態(tài)功率Pdyn,4。機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech,4為此僅一半劇烈地降低，并且在電網(wǎng)頻率下降的最后，燃?xì)鉂M 輪機(jī)12還W設(shè)計轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0128] 在對于預(yù)期的過低頻率事件的第二實(shí)例中，燃?xì)鉂M輪機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmeth,5首先在 To與Tl之間提高了 2%。此外在T2與T3之間的電網(wǎng)頻率下降期間，燃?xì)鉂M輪機(jī)軸系的轉(zhuǎn)速相比 標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)頻率f擬2:1的比例更劇烈地下降。相應(yīng)地，可W輸出雙倍的動態(tài)功率Pdyn,5。 為此也雙倍劇烈地降低機(jī)械轉(zhuǎn)速nmesh,5?；谠陔娋W(wǎng)頻率下降之前的提高的轉(zhuǎn)速，燃?xì)鉂M輪 機(jī)在電網(wǎng)頻率下降的最后一直還W相同的轉(zhuǎn)速nmech運(yùn)行，如同在具有電網(wǎng)21與燃?xì)鉂M輪機(jī) 12之間的固定禪合的基準(zhǔn)情況下那樣。
[0129] 在圖16,17和18中忽略了上面探討過的動態(tài)功率Pdyn并且示出了燃?xì)鉂M輪機(jī)12的 似穩(wěn)的功率PrelW及最重要的過程參數(shù)。似穩(wěn)的功率在此理解為如下功率，即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中的 燃?xì)鉂M輪機(jī)12基于熱的邊界條件在各個轉(zhuǎn)速情況下可能輸出的功率。動態(tài)功率Pdyn的曲線 是借助圖16a和16b示例性地探討的。
[0130] 在圖16中首先示意性地示出了帶有在燃?xì)鉂M輪機(jī)12與電網(wǎng)21之間的固定禪合的 過低頻率事件的實(shí)例。從滿負(fù)載運(yùn)行出發(fā)，在時間T2與T3之間存在頻率下降，其中電網(wǎng)頻率F 從50化降低到49化。相應(yīng)地，機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech從100%降低到98%。燃?xì)鉂M輪機(jī)12的吸入質(zhì)量流 量與轉(zhuǎn)速成比例地下降(未示出），運(yùn)在首先是恒定的燃料質(zhì)量流量情況下（同樣也未示出） 導(dǎo)致了熱氣體溫度ThDt的升高?；诮档偷奈胭|(zhì)量流量，燃?xì)鉂M輪機(jī)功率Prel下降。在此， 在第一瞬間的功率損失基于熱氣體溫度ThDt的升高而很小。隨著時間延遲，燃?xì)鉂M輪機(jī)12的 調(diào)節(jié)裝置39嘗試對抗熱氣體溫度ThDt的睹的升高地起作用。在實(shí)際中，運(yùn)根據(jù)過低頻率事件 的瞬態(tài)曲線、測量鏈的速度W及調(diào)節(jié)裝置39的時間常數(shù)導(dǎo)致了熱氣體溫度ThDt的下沖 化nterschwingung)。最小的熱氣體溫度化Ot在該實(shí)例中在時刻T3實(shí)現(xiàn)。在該時刻，電網(wǎng)頻率 F在此也穩(wěn)定在49化。相應(yīng)于低的機(jī)械轉(zhuǎn)速rwh和低的熱氣體溫度化。t，在時刻T3,燃?xì)鉂M輪 機(jī)功率Prei經(jīng)歷了一個明顯的下降。隨著延遲，調(diào)節(jié)器在時刻T4才將熱氣體溫度ThDt調(diào)節(jié)到 用于頻率支持的、相對于設(shè)計值提高的額定值。在熱氣體溫度ThDt中的最小值在該實(shí)例中純 粹偶然性地在時間T3實(shí)現(xiàn)。該最小值可W根據(jù)調(diào)節(jié)的動態(tài)和具體過低頻率事件的時間曲線 在時間T3之前或之后實(shí)現(xiàn)。
[0131] 在圖16a中再次示出了根據(jù)圖16的、帶有在燃?xì)鉂M輪機(jī)12與電網(wǎng)21之間的固定禪 合的過低頻率事件的實(shí)例的燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速nmech的曲線。此外示意性地示出了在時間上的 所屬的標(biāo)準(zhǔn)化的動態(tài)功率Pdyn。相應(yīng)于頻率變化的曲線，在最睹的轉(zhuǎn)速梯度的時刻，得到了 動態(tài)功率Pdyn的最大值。利用該最大值將示出的標(biāo)準(zhǔn)化的動態(tài)功率Pdyn標(biāo)準(zhǔn)化。
[0132] 根據(jù)過低頻率事件和軸系的慣性矩，該最大值可W達(dá)到燃?xì)鉂M輪機(jī)12的滿負(fù)載功 率的數(shù)量級。相應(yīng)地設(shè)計發(fā)電站、特別是燃?xì)鉂M輪機(jī)12的軸系和電子設(shè)備。
[0133] 通過電子去禪可W避免動態(tài)功率Pdyn的運(yùn)種最大值。在圖16b中為了進(jìn)行比較示出 了，如何利用機(jī)械轉(zhuǎn)速rwh的恒定梯度在T2與T3之間的時間段中輸出相同的動能，如根據(jù)圖 16a的示例中一樣。但是根據(jù)圖16a的實(shí)例，動態(tài)功率Pdyn被限制到最大值的60%。相應(yīng)地，具 有去禪合和被調(diào)節(jié)的或被限制的轉(zhuǎn)速梯度的發(fā)電站可W設(shè)計到更低的最大值。當(dāng)W恒定 的、與電網(wǎng)21無關(guān)的燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速nmech來運(yùn)行時，可W完全放棄對于動態(tài)功率Pdyn的設(shè) 計。
[0134] 當(dāng)選擇如下運(yùn)行方案時，其中燃?xì)鉂M輪機(jī)12的轉(zhuǎn)速nmech調(diào)節(jié)地并且與電網(wǎng)21去禪 地運(yùn)行，則調(diào)節(jié)裝置39可W近似地預(yù)先計算出吸入質(zhì)量流量的變化和燃燒室15,15*的邊界 條件的變化并且相應(yīng)地對調(diào)節(jié)閥17,17*進(jìn)行預(yù)先控制。因此可W改善瞬態(tài)的行為并且避免 或降低熱氣體溫度中的最大值。
[0135] 在圖17中類似于圖16示意性地示出帶有電子去禪和恒定的燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速的同 一個過低頻率事件。燃?xì)鉂M輪機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech與電網(wǎng)頻率F無關(guān)地保持恒定。相應(yīng)地，在 時刻T2也沒有見到電網(wǎng)頻率F對熱氣體溫度Thot和燃?xì)鉂M輪機(jī)功率Prel的直接影響。隨著短 時間的延遲，調(diào)節(jié)裝置39才使得熱氣體溫度ThDt升高，W便為了頻率支持而提高燃?xì)鉂M輪機(jī) 功率Prei。電網(wǎng)頻率F在時刻T3穩(wěn)定在49化。通過燃?xì)鉂M輪機(jī)12、測量裝置和調(diào)節(jié)裝置39的慣 性，燃?xì)鉂M輪機(jī)12隨著小的時間延遲才在時刻T4實(shí)現(xiàn)了具有恒定功率Prel和熱氣體溫度化。t 的似穩(wěn)的運(yùn)行。
[0136] 作為另外的實(shí)例，在圖18中示意性地示出了具有電子去禪、預(yù)期的過低頻率事件 和在頻率下降期間保持恒定的燃?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速rwh的過低頻率事件。在該實(shí)例中，操作人 員被告知即將來臨的事件，例如從電網(wǎng)21斷開較大的發(fā)電站或者將較大的用電設(shè)備接到電 網(wǎng)21上，從而可能導(dǎo)致頻率下降。相應(yīng)地，他在時刻To選擇燃?xì)鉂M輪機(jī)12的待機(jī)模式。為了 對過低頻率事件做準(zhǔn)備，現(xiàn)在燃?xì)鉂M輪機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速nmeth提高并且在時刻Tl例如達(dá)到101%。 為了將負(fù)載Prel恒定地保持在設(shè)計滿負(fù)載上，相應(yīng)于提高的轉(zhuǎn)速nmech降低熱氣體溫度Thoto 在此，相對于在設(shè)計轉(zhuǎn)速100%時的運(yùn)行和設(shè)計-熱氣體溫度可能發(fā)生效率降低。相應(yīng)于轉(zhuǎn)速 提高，由軸系接收動態(tài)功率Pdyn(未示出）。此外，機(jī)械轉(zhuǎn)速nmech中的相對于用于超額轉(zhuǎn)速 (化berhehzahl)的負(fù)載減少的差別得到降低。
[0137] 在時刻T2開始了預(yù)期的過低頻率事件?；谌?xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速nmesh和電網(wǎng)頻率F的去 禪，燃?xì)鉂M輪機(jī)12可W繼續(xù)在提高的轉(zhuǎn)速nmech上運(yùn)行。相應(yīng)于在時間To與Tl之間的轉(zhuǎn)速nmech 提高時進(jìn)行的熱氣體溫度ThDt的降低，現(xiàn)在熱氣體溫度ThDt可W提高W便使得功率提高到滿 負(fù)載值。結(jié)果是，燃?xì)鉂M輪機(jī)12在設(shè)計熱氣體溫度下W提高的轉(zhuǎn)速nmesh運(yùn)行并且可W在該 實(shí)例中為了頻率支持的目的輸出滿負(fù)載功率之上的標(biāo)準(zhǔn)化功率。其在該實(shí)例中為幾乎 101%。運(yùn)可W在不出現(xiàn)其他情況下對于頻率支持常見的對使用壽命下降的容忍的情況下實(shí) 現(xiàn)。
[0138] 可能的運(yùn)行方案并不限于所示出實(shí)例，而且可由技術(shù)人員相應(yīng)于需求組合和擴(kuò) 展。為了通過高的動態(tài)功率Pdyn對電網(wǎng)加 W支持，例如可能有利的是，首先利用一個轉(zhuǎn)速梯 度來改變?nèi)細(xì)鉂M輪機(jī)轉(zhuǎn)速nmesh，其高于電網(wǎng)頻率變化的梯度。由于燃?xì)鉂M輪機(jī)1 2的允許的 轉(zhuǎn)速范圍受到機(jī)械的和空氣動力的界限的限制