CN104847427B - 二拖一重型燃气‑蒸汽联合循环机组agc控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二拖一重型燃气‑蒸汽联合循环机组AGC控制方法，包括步骤：(1)产生实际AGC负荷指令；(2)产生的总功率信号与实际AGC负荷指令进行偏差计算，再送至积分运算模块进行积分运算；(3)将实际AGC负荷指令与汽轮发电机组的实际负荷进行减法运算后再除以二，再叠加在机组总负荷控制回路中；(4)汽轮机负荷信号经过函数f(x)转换后的机前压力控制给定值与机前压力测量值进行偏差计算，再进行比例‑积分运算，结果作为汽轮机的控制指令；(5)值班员手动设置两台燃气轮机的负荷偏置，实现两台燃气轮机负荷优化配置，并保持总功率不变。本发明使整套机组响应外界AGC负荷指令的能力有效提高，机组灵活适应多种运行方式。
Description
技术领域
本发明属于自动发电控制技术领域，特别是一种二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法。
背景技术
当前，我国大气污染的治理工作异常繁重，中心城市内的燃煤发电机组逐步关停，为此国家大量引进二拖一重型燃气-蒸汽联合循环发电机组，以降低发电机组的大气污染物排放量。二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组相比单元机组热力系统结构更加复杂，两台重型燃气轮发电机组并列运行，其排出的高温烟气分别进入两台余热锅炉，利用余热锅炉产生的高温高压蒸汽推动汽轮机组发电，一次能源的梯级利用度较高，整套机组的循环热效率非常高，由于机组利用燃烧天然气发电，所以排放的污染物很少，是中心城市首选的燃煤发电机组替代技术。二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组相比单元机组热力系统结构更加复杂，由于燃机-蒸汽联合循环发电机组负荷分配采用燃机主动响应外界负荷指令，汽轮发电机组采用滑压运行、压力控制负荷跟随的方式，所以蒸汽轮发电机组的实际负荷是跟随燃机的负荷而变化的，存在一个较大的惯性和迟延。本发明针对此类发电机组热力系统设备、结构组成复杂的特点，采用两台燃机并列运行主动响应外界负荷指令，均担负荷，汽轮发电机组根据节流和循环效率的最佳效率点采用滑压运行、压力控制、负荷跟随的控制方式，自动进行三台发电机组之间的协调控制和负荷分配，实现整套机组的AGC控制功能，有效提高整套发电机组快速适应外界负荷的能力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法，包括方法步骤如下：
(1)发电机组负荷管理中心接受的中调AGC负荷指令，经速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生实际负荷指令；
(2)两台燃气轮机发电机组和蒸汽轮发电机组的实发功率经过加法模块运算，产生整套机组的总功率信号，与AGC负荷指令经限速、限幅处理后的实际负荷指令信号经偏差运算模块进行偏差计算，偏差运算模块的输出再送至积分运算模块进行积分运算，利用积分运算模块的快速消除偏差功能，实现整套机组总功率的快速准确闭环调节，
其中，所述积分控制模块的数学描述式是：式中Ti为积分时间，单位为秒，取值为10～20秒；S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为偏差输入；
(3)将经过速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生的AGC实际负荷指令与汽轮发电机组的实际负荷进行减法运算，运算结果除以二，再叠加在机组总负荷控制回路中，并列送至两台燃机的负荷控制回路，实现二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组的AGC控制功能；
(4)汽轮机负荷信号根据汽轮机节流和循环效率关系曲线，经过负荷-压力函数f(x)处理，产生机前压力控制的给定值，与机前压力的测量值进行偏差计算，其输出再进行比例-积分运算，结果作为汽轮机控制指令，实现汽轮发电机组根据节流和循环效率的最佳效率点采用滑压运行压力控制、负荷跟随的功能；
其中，所述比例-积分运算模块的数学描述式是：式中Kp为比例放大系数，Ti为积分时间，单位为秒，根据机组实际运行情况可适当调整，S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为偏差输入；
(5)根据两台燃气轮发电机组的带负荷能力，值班员可以手动设置#1、#2两台燃气轮机的负荷偏置功率，将该偏置量分别正叠加在#1燃气轮机的功率控制回路之中，负叠加在#2燃气轮机的功率控制回路之中，以维持#1、#2燃气轮机的总功率不变。
而且，所述步骤(1)中速率限制模块是将输入的机组AGC负荷指令信号变化速率限制在机组额定负荷的0-4％范围内，功率限幅模块是将输入信号的功率限制在整套机组额定负荷的40％-100％范围内。
而且，所述步骤(4)中负荷-压力函数f(x)用4个坐标点(0，6)；(100，6)；(250，12)；(300，12)拟合产生，函数f(x)输入为汽轮发电机组的实际功率，单位为兆瓦(MW)，输出为汽轮机机前压力的给定值，单位为兆帕(MPa)。
本发明的优点和积极效果是：
现役二拖一重型燃气-蒸汽联合循环发电机组的负荷控制系统采取本发明后，经过多次闭环联调试验和长期运行考核试验，整套机组响应外界AGC负荷的能力有效提高，机组可以灵活适应多种运行方式，机组负荷响应AGC指令时间小于1分钟，变负荷速率可达2.5％-4％额定负荷，机组负荷在40％－100％额定负荷范围内，能平稳跟踪调度AGC指令，并且控制稳定，机组的主要技术指标均高于《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》(DL/T657-2008)的要求，满足电监会两个细则考核要求，机组均可获得电网公司AGC负荷控制补偿奖励。
附图说明
图1为本发明的方法步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法，如图1所示，包括方法步骤如下：
(1)发电机组负荷管理中心接受的中调AGC负荷指令，经速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生实际负荷指令，所述速率限制模块是将输入的机组负荷指令信号变化速率限制在机组额定负荷的0-4％范围内，所述功率限幅模块是将输入信号的功率限制在整套机组额定负荷的40％-100％范围内，以保证机组的负荷变化速率和幅度在允许调整范围内；
(2)两台燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组的实发功率经过加法模块运算，产生整套机组的总功率信号，与AGC负荷指令经限速、限幅处理后的实际负荷指令信号经偏差运算模块进行偏差计算，偏差运算模块的输出再送至积分运算模块进行积分运算，利用积分运算模块的快速消除偏差功能，实现整套机组总功率的快速准确闭环调节，
其中，所述积分控制模块的数学描述式是：式中Ti为积分时间，单位为秒，取值为10～20秒；S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为偏差输入；
(3)由于燃机-蒸汽轮发电机负荷分配采用燃机主动响应外界负荷指令，汽轮发电机组采用滑压运行压力控制负荷跟随的方式，所以蒸汽轮发电机组的实际负荷是跟随燃机的负荷而变化的，但存在一个较大的惯性和迟延。为了快速消除汽轮发电机组负荷变化对机组总负荷的影响，提高机组联合循环工况下对中调AGC负荷指令的响应速度，本发明将经过速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生的AGC实际负荷指令与汽轮发电机组的实际负荷进行减法运算，再除以二，再叠加在机组总负荷控制回路中，即将AGC负荷指令与汽轮机实际负荷信号的偏差均分至两台燃机负荷指令的控制回路中，实现二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组的AGC控制功能；
(4)汽轮机负荷信号根据汽轮机节流和循环效率关系曲线，经过负荷-压力函数f(x)处理，产生机前压力控制的给定值，与机前压力的测量值进行偏差计算，其输出再进行比例-积分运算，结果作为汽轮机控制指令，实现汽轮发电机组根据节流和循环效率的最佳效率点采用滑压运行压力控制负荷跟随的功能；所述负荷-压力函数f(x)用4个坐标点(0，6)；(100，6)；(250，12)；(300，12)拟合产生，其中函数f(x)输入为汽轮发电机组的实际功率，单位为兆瓦(MW)，输出为汽轮机机前压力的给定值，单位为兆帕(MPa)；所述比例-积分运算模块的数学描述式是：式中Kp为比例放大系数，Ti为积分时间，单位为秒，S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为比例-积分运算模块的偏差输入；
(5)在两台燃气轮机的负荷控制回路中设置负荷偏置功能实现两台燃气轮机负荷优化配置，在其中一台燃气轮机出力受阻的异常情况下，可防止两台余热锅炉的热力参数偏差超出机组安全运行允许的范围；根据两台燃气轮机发电机组的带负荷能力，通过值班员手动设置#1、#2两台燃气轮机的负荷偏置功率，将该偏置量分别正叠加在#1燃气轮机的功率控制回路之中、负叠加在#2燃气轮机的功率控制回路之中，以维持#1、#2燃气轮机的总功率不变。
Claims (3)
1.一种二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法，其特征在于包括方法步骤如下：
(1)发电机组负荷管理中心接受的中调AGC负荷指令，经速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生实际负荷指令；
(2)两台燃气轮发电机组和一台蒸汽轮发电机组的实发功率经过加法模块运算，产生整套机组的总功率信号，与AGC负荷指令经限速、限幅处理后的实际负荷指令信号经偏差运算模块进行偏差计算，偏差运算模块的输出再送至积分运算模块进行积分运算，利用积分运算模块的快速消除偏差功能，实现整套机组总功率的快速准确闭环调节，
其中，所述积分运算模块的数学描述式是：式中Ti为积分时间，单位为秒，取值为10～20秒；S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为偏差输入；
(3)将经过速率限制模块限速、功率限幅模块限幅处理产生的AGC实际负荷指令与蒸汽轮发电机组的实际负荷进行减法运算，运算结果除以二，再叠加在机组总负荷控制回路中，并列送至两台燃机的负荷控制回路，实现二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组的AGC控制功能；
(4)蒸汽轮机负荷信号根据蒸汽轮机节流和循环效率关系曲线，经过负荷-压力函数f(x)处理，产生机前压力控制的给定值，与机前压力的测量值进行偏差计算，其输出再进行比例-积分运算，结果作为蒸汽轮机控制指令，实现蒸汽轮发电机组根据节流和循环效率的最佳效率点采用滑压运行、压力控制、负荷跟随的功能；
其中，所述比例-积分运算的数学描述式是：式中Kp为比例放大系数，Ti为积分时间，单位为秒，根据机组实际运行情况可适当调整，S为拉普拉斯变换因子，无量纲，E(s)为比例-积分运算的偏差输入；
(5)根据两台燃气轮发电机组的带负荷能力，值班员可以手动设置#1、#2两台燃气轮机的负荷偏置，将该偏置量分别正叠加在#1燃气轮机的功率控制回路之中，负叠加在#2燃气轮机的功率控制回路之中，以维持#1、#2燃气轮机的总功率不变。
2.根据权利要求1所述的二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中速率限制模块是将输入的机组AGC负荷指令信号变化速率限制在机组额定负荷的0～4％范围内，功率限幅模块是将输入信号的功率限制在整套机组额定负荷的40％～100％范围内。
3.根据权利要求1所述的二拖一重型燃气-蒸汽联合循环机组AGC控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中负荷-压力函数f(x)用4个坐标点(0，6)；(100，6)；(250，12)；(300，12)拟合产生，函数f(x)输入为蒸汽轮发电机组的实际功率，单位为兆瓦(MW)，输出为汽轮机机前压力控制的给定值，单位为兆帕(MPa)。
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