CN102122818A - 发电机组侧供电品质和自控状态的在线评估方法 - Google Patents
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Abstract
目前国内还没有相对应的机组侧供电品质评估系统，导致电厂运行和管理人员不能及时、准确地了解机组上网的供电品质是否满足网调要求。本发明提供了一种发电机组侧供电品质和自控状态的在线评估方法，在调度目标负荷指令下发周期内，通过对机组响应过程中实际负荷的变化量进行积分计算得到该周期内的实际负荷调节量，并与该周期目标指令变化所要求的目标负荷调节量进行比较；同时对该周期内机组实际负荷和目标负荷指令之间的偏差进行积分计算，统计出该负荷调节过程中的偏差积分电量。本发明通过在线评估机组自动控制状态和有功调节能力的手段来评价发电机组为电网供电的品质状态并提供了改善的依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机组为电网提供电能时的机组侧供电品质及自控状态的在线评估方法。
背景技术
为进一步提高电网安全运行水平，电网调度近期对涉网的发电机组实施包括AGC、一次调频等在内的辅助服务性能考核，对机组上网的供电品质提出了更高要求，其技术性强，数据精度要求高，并直接关系到发电企业经济利益。但是目前国内还没有相对应的机组侧供电品质评估系统，导致电厂运行和管理人员不能及时、准确地了解机组上网的供电品质是否满足网调要求，因此无法主动、及时地调整机组运行状态至最佳，最终影响了机组的考核成绩及经济效益。同时，对于发电机组来说，工艺过程中包含了许多的自动控制回路，这些回路运行在不同的状态下，且受机组运行工况、设备健康状态、控制策略和控制参数等方面的因素影响较大。大多数控制回路在经过一段时间的运行后，控制性能往往会恶化，很难达到设计时的性能指标要求，而目前的维护工作常常通过人为的定期抽查予以完成，不能做到及时、有效地发现控制品质的变化和设备健康状态的改变，进而影响到机组的上网运行状态及经济性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一 种发电机组侧供电品质及自控状态的在线评估方法，在不影响机组安全稳定运行的前提下，实时地对机组主要控制回路进行在线状态监测与评估统计，并对机组有功负荷的供电品质状态实行在线考核评估，为机组自控系统的状态维护提供依据，以此达到提高机组自动化水平、改善机组运行状况，提升机组供电品质的目的。
为此，本发明采用以下的技术方案：在发电机组正常运行过程中，通过数据通讯的方式从DCS系统获取机组运行的实时数据，在此基础上进行机组供电品质指标和自控状态品质指标的计算和统计，具体过程如下：
发电机组的供电负荷接受电网调度按周期下发的目标负荷指令或当电网频率出现大的波动时根据频差的大小进行相应目标负荷的自发增减调节，将某一时刻目标负荷指令发生变化作为起始点，下一目标负荷指令变化的时刻作为终点，定义该时间段为负荷调节的一个周期，在该周期内通过对机组响应过程中实际负荷的变化量进行积分计算得到该周期内的实际负荷调节量，并与该周期目标指令变化所要求的目标负荷调节量进行比较，计算出机组在该负荷调节过程的精度值，精度值越大则可判断该周期内机组供电品质越好。同时对该周期内机组实际负荷和目标负荷指令之间的偏差进行积分计算，统计出该负荷调节过程中的偏差积分电量，作为对该周期的考核电量，以实现对该供电过程中供电品质的性能考核与评价。上述过程中积分计算的周期为1秒，具体计算公式和过程如下：
假设在t0时刻负荷目标指令(P目标)变化，至下一指令变化所经过时间为t调节，根据实际负荷(P实际)响应情况，可计算该调节周期内目标调节电量和实际调节电量，分别为：
计算该周期的调节精度为：
而偏差积分电量为：
在实际应用过程中也可对上述周期内的目标调节电量和实际调节电量计算进行简化处理，采用周期内起始时刻和终止时刻的负荷相减进行计算，以减少计算机处理的负荷率。最终通过计算的精度指标评价该周期负荷调节的好坏。
对于机组运行过程中自控回路的控制状态，要求被控量始终跟随设定的目标值。在调节过程中，监测和记录被控量偏离目标值的大小，当被控量与目标值的偏差超出该工况下行业标准的要求时，则判断该时刻自控状态品质不合格；而当被控量与目标值的偏差满足该工况下行业标准的要求时，则判断该时刻自控状态品质合格，定义自控回路有效利用率指标，用以统计机组在整个运行过程中自控状态品质合格所占的时间比例，从而有效判断出该自控回路的实际投用品质状态。
本发明中对供电品质和自控状态的性能计算方法均以最新的行业标准和规范为依据，通过在线评估机组自动控制状态和有功调节能力的手段来评价发电机组为电网供电的品质状态并提供改善的依据，具有以下有益效果：可对发电机组的自动控制回路运行状况实现全面、实时的在线评估诊断，避免的传统评价方式的主观性和时效性，为机组自控系统的状态维护 提供依据，达到了提高机组自动化水平、改善机组运行状况，提升机组供电品质的目的；同时，对发电机组供电供电品质的评估统计，避免了由于地域或通讯原因所造成的电网侧和电厂侧数据不同步引起的误差，更为真实、准确的反映了发电机组本身的供电品质。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
应用本发明的技术方案在某600MW机组上运行，对机组的供电品质及自控状态进行在线评估计算。
2010年12月3日，机组处于AGC工况下运行，以电网调度下发的AGC指令作为负荷调节目标。在2010年12月3日01:38:44～01:39:47的一个周期内，AGC指令要求机组负荷目标变化为-11.08MW，实际负荷变化-5.41MW，在线评估计算得到本周期的负荷调节精度系数为0.49，与机组实际响应情况完全符合。2010年12月3日00:22:43～00:23:19之间由于电网频率偏差超出规定的范围引起机组一次调频动作，在线评估计算，在一次调频动作期间机组实际响应电量为9.1Kwh时，而目标调节电量为6.0Kwh，得到该一次调频动作周期负荷调节的效果为1.52，与机组实际情况完全一致。
在2010年12月3日00:00:00～23:59:59期间，对机组运行过程中炉膛负压控制回路状态进行的在线评估统计结果表明，该控制回路不满足品质要求的时间为5.3分钟，并计算得到该自控回路当天的有效利用率为99.632％。而通过人工查看机组在当天运行的DCS历史曲线，由于负荷升降过程引起的工况变动，造成炉膛负压有所波动，其超出控制品质要求的 时间约为5分钟左右。评估数据与机组实际工况的吻合度说明本发明的评估结果正确有效，且统计结果的精确度更为可靠。
由此可见，本发明对机组侧供电品质及自控状态的在线评估准确、可靠，可有效反映机组真实的运行状态和控制品质，为机组供电品质及自控回路的状态维护提供依据。
Claims (3)
1.发电机组侧供电品质和自控状态的在线评估方法，其特征在于：按照电网对发电机组供电品质的要求，在调度目标负荷指令下发周期内，通过对机组响应过程中实际负荷的变化量进行积分计算得到该周期内的实际负荷调节量，并与该周期目标指令变化所要求的目标负荷调节量进行比较，计算出机组在该负荷调节过程的精度值，精度值越大则该周期内机组品质越好；同时对该周期内机组实际负荷和目标负荷指令之间的偏差进行积分计算，统计出该负荷调节过程中的偏差积分电量，作为对该周期的考核电量，以此实现对机组供电过程中供电品质的性能考核与品质评价；
对于机组运行过程中自控回路的控制状态，要求被控量始终跟随设定的目标值。
2.根据权利要求1所述的在线评估方法，其特征在于：在自控回路的调节过程中，实时监测和记录被控量偏离目标值的大小，当被控量与目标值的偏差超出该工况下行业标准的要求时，则判断该时刻的自控状态品质不合格；而当被控量与目标值的偏差满足该工况下行业标准的要求时，则判断该此时刻的自控状态品质合格，统计机组在整个运行过程中自控回路品质合格所占的时间比例，并将之定义为自控回路有效利用率指标，以此有效判断该自控回路的实际投用品质状态。
3.根据权利要求1所述的在线评估方法，其特征在于：上述积分计算的周期为1秒。
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