CN101655711A - 一种厂级自动发电控制指令获取与处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种厂级自动发电控制指令获取与处理装置：包括全厂互连控制系统网络；各机组装有分散控制系统(DCS)的控制器，将负荷指令数值传输至控制系统网络，实现信息共享；数据信息下载模块，通过DCS中的网络点获取功能块获取各台机组自动发电控制(AGC)的负荷指令数值；计算模块运算出全厂AGC负荷指令数值；信号滤波防抖功能模块处理计算结果，获得能克服干扰的全厂AGC负荷指令信号。本发明结构简单、可靠性高，可适用于各种形式DCS控制系统，本发明实现过程中，电网调度侧无需增加任何握手信号，也无需改变电网调度侧的EMS系统与调度运行方式，使得电力系统自动发电运行的经济性与安全性的矛盾得到了化解与统一。

Description

一种厂级自动发电控制指令获取与处理装置
技术领域
本发明涉及一种厂级自动发电控制(厂级AGC)指令信号获取与处理装置，尤其涉及一种火电厂实现厂级AGC负荷优化控制的全厂级指令信号获取与处理。
背景技术
每个发电厂内都有多台发电机组，现有的自动发电控制(AGC)方式是单机AGC负荷控制模式：各发电机组的控制器直接接受调度中心的AGC负荷指令发电。该模式不利于实现全厂负荷优化调度即厂级AGC，难以降低发、供电煤耗。
如今全球正面临一次能源日益紧张的危机局面，如何降低一次能源耗用大户-燃煤发电厂-煤耗量是实现“节能减排”的基础措施之一。而实现全厂负荷优化调度的功率闭环控制，即厂级AGC，是降低发、供电煤耗行之有效的方法之一。
而如何在现有单机AGC负荷控制模式下获取全厂的AGC负荷指令(厂级AGC)信号是实现厂级AGC负荷控制系统的先决条件。如果在发电厂与电网调度中心增设一对具有握手功能的全厂级AGC负荷指令信号，势必改变电网调度侧的能源管理系统(EMS)的现有程序，整个工程量剧增，且EMS系统必需具备单机AGC与厂级AGC指令产生的功能，系统愈加复杂，不利于电网自动发电系统的安全运行。目前，这种电网调度的安全性要求同电源侧的经济运行的矛盾正是阻碍实现厂级AGC负荷控制系统的技术瓶颈之一。
在此前，国内实现与厂级AGC负荷优化控制相关的科研均在全厂负荷指令获取环节上受到了前所未有的阻碍，使得项目半途而废或科研进展一拖再拖。产生这些困境的直接原因便是：缺乏有关厂级AGC负荷指令信号获取的具有可操作性的有效方法，同时保证该方法不需改变电网调度侧EMS的任何现有运行模式与软、硬件系统。
发明内容
本发明的目的，就在于提供一种实施方式简单，无需增加任何同电网调度侧之间新的通讯信号或电网调度侧软、硬件设备，且不改变现有电网调度运行方式以及安全性的厂级AGC负荷指令信号获取与处理装置。
为实现上述发明目的，本发明的厂级自动发电控制负荷指令信号获取与处理装置，其特征是包括：
与各机组的控制网络互连的厂级发电机组公用控制系统网络；
各机组装有分散控制系统(DCS)的控制器，将接收到的负荷指令数值传输至控制系统网络，实现信息共享；
获取各台机组AGC负荷指令的数据下载模块，通过现有的分散控制系统(DCS)中的网络信息点获取功能块获取各台机组AGC负荷指令数值；
全厂AGC负荷指令计算模块，采用现有的分散控制系统(DCS)中数学计算功能块运算出全厂AGC负荷指令数值；
信号滤波防抖功能模块，利用现有的DCS系统中频域函数功能块处理计算模块中运算结果，获得能克服干扰的全厂AGC负荷指令信号。
所述的各机组的DCS控制器接受的是电网侧EMS系统经电厂侧远程终端单元RTU发来的负荷指令。
所述的全厂AGC负荷指令计算模块含加法功能模块、大选功能模块和小选功能模块，
加法功能模块输入端输入各台机组AGC负荷指令数值，输出其和值；
大选功能模块输入各台机组AGC负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值，输出两者中大者；
小选功能模块，输入各台机组AGC负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值中大者及全厂允许最高负荷值，输出两者中小者也同时是未经任何处理的全厂负荷指令。
所述的信号滤波防抖功能模块即滤波模块，接收小选功能模块输出，滤波后最终得到一可信任的全厂负荷指令目标信号，并最终送至全厂AGC负荷优化控制系统。
有益效果：本发明结构简单、可靠性高，可适用于各种形式DCS控制系统，突破了制约厂级AGC负荷调度与闭环控制系统实现的技术瓶颈，为厂级AGC负荷调度与闭环控制系统实施奠定了坚实的基础，将直接对燃煤火电厂“节能减排”发挥积极的作用。
另外，本发明实现过程中，电网调度侧无需增加任何握手信号，也无需改变电网调度侧的EMS系统与调度运行方式，使得经济性与安全性的矛盾得到了化解与统一。
附图说明
图1是本发明实施例的厂级AGC指令信号获取与处理装置的工作流程图；
图2是本发明实施例的厂级AGC指令信号获取与处理装置中信息共享模块实现图；
图3是本发明实施例的厂级AGC指令信号获取与处理装置中各台机组负荷指令在公用控制网络中获取过程图；
图4是本发明实施例的厂级AGC指令信号获取与处理装置中总负荷指令计算算法图；
图5是本发明实施例的厂级AGC指令信号获取与处理装置中总负荷指令防抖滤波处理计算图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明作进一步阐述，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
如图1至图5所示，本发明的厂级AGC负荷指令信号获取与处理装置，包括与各机组控制网络互连的厂级公用控制系统网络208；
单台机组AGC负荷指令信息共享模块101，其包括各机组装有分散控制系统(DCS)的控制器202、203、204，负责将接收到的由电网侧EMS系统200经电厂侧远程终端单元RTU201发来的负荷指令数值传输至全厂控制系统网络208，实现信息共享(参见图2)；
公用控制系统网络获取各台机组AGC负荷指令模块102，其包括数据点下载模块205、206、207，通过现有的分散控制系统(DCS)中的网络信息点获取功能块获取各台机组AGC负荷指令数值；
全厂AGC负荷指令计算模块103，采用现有的分散控制系统(DCS)中数学计算功能块运算出全厂AGC负荷指令数值，其含加法功能模块209、大选功能模块210和小选功能模块211：
加法功能模块209输入端输入数据点下载模块205、206、207获取的各台机组AGC负荷指令数值，输出其和值；
大选功能模块210输入各台机组AGC负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值，输出两者中大者；
小选功能模块211，输入各台机组AGC负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值中大者及全厂允许最高负荷值，输出两者中小者也同时是未经任何处理的全厂负荷指令212；
信号滤波防抖功能模块104，利用现有的DCS系统中频域函数功能块处理计算模块中运算结果，该功能模块即滤波模块213(实际上是一个一阶惯性环节)，接收小选功能模块输出，滤波后最终得到一可信任的全厂负荷指令目标信号，并最终送至全厂AGC负荷优化控制系统。
213中的公式中Ta是惯性滤波时间，一般取5秒即可；s代表数学理论中拉普拉斯算子。
上述装置通过机组的DCS系统的控制网络实现了各台机组AGC负荷指令信号的信息共享。
利用现有的公共DCS控制系统将网络上各台机组AGC负荷指令数值抽取至某控制处理器之中。
采用的控制处理器内部具有的功能块(或功能码)计算出全厂级AGC负荷指令数值。
另外，为防止通讯信号的干扰与抖动，采用DCS系统处理器中内置的功能块(或功能码)相应的频域处理函数实现全厂级AGC负荷指令信号的滤波与防抖处理，使系统获得一可信度高的全厂级AGC负荷指令数值，从而保证厂级AGC负荷调度与闭环控制功能的正确实现。

Claims (3)

1、一种厂级自动发电控制指令获取与处理装置，其特征是包括：
与各机组的控制网络互连的全厂级公用控制系统网络；
各机组装有分散控制系统的控制器，将接收到的负荷指令数值传输至控制系统网络，实现信息共享；
获取各台机组自动发电控制负荷指令的下载模块，通过现有的分散控制系统中的网络信息点获取功能块获取各台机组自动发电控制负荷指令数值；
全厂自动发电控制负荷指令计算模块，采用现有的分散控制系统中数学计算功能块运算出全厂自动发电控制负荷指令数值；
信号滤波防抖功能模块，利用现有的分散控制系统系统中频域函数功能块处理计算模块中运算结果，获得能克服干扰的全厂自动发电控制负荷指令信号。
所述的各机组的DCS控制器接受的是电网侧EMS系统经电厂侧远程终端单元RTU发来的负荷指令。
2、根据权利要求1所述的厂级自动发电控制指令信号获取与处理装置，其特征是：所述的全厂自动发电控制负荷指令计算模块含加法功能模块、大选功能模块和小选功能模块：
加法功能模块输入端输入各台机组自动发电控制负荷指令数值，输出其和值；
大选功能模块输入各台机组自动发电控制负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值，输出两者中大者；
小选功能模块，输入各台机组自动发电控制负荷指令数值和值及全厂允许最低负荷值中大者及全厂允许最高负荷值，输出两者中小者也同时是未经任何处理的全厂负荷指令。
3、根据权利要求1所述的厂级自动发电控制指令信号获取与处理装置，其特征是：所述的信号滤波防抖功能模块即滤波模块，接收小选功能模块输出，滤波后最终得到一可信任的全厂负荷指令目标信号，并最终送至全厂自动发电控制负荷优化控制系统。
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