CN106877410B - 火电机组一次调频能力补偿方法 - Google Patents

Abstract

火电机组一次调频能力补偿方法，涉及火电机组一次调频能力补偿技术领域。本发明是为了解决目前火电机组运行状态偏离额定设计工况后，机组一次调频能力也会改变的问题。本发明设计的火电机组一次调频补偿方法，当火电机组运行状态发生改变后，针对性修改不等率的设置，保证火电机组运行状态在偏离额定设计工况后，仍具有同样的一次调频能力。本发明所述的电机组一次调频能力补偿方法，适用于火电机组一次调频能力补偿技术领域。

Description

火电机组一次调频能力补偿方法

技术领域

本发明属于火电机组一次调频能力补偿技术领域。

背景技术

近几年来，我国风电和光伏发电迅猛发展，随着国家推进能源结构转型升级，风电和光伏发电将继续保持着强劲的发展势头。然而，当风电、光伏比例较高时，等效负荷将呈现显著的随机波动特性，这将显著影响系统的频率安全，对系统的调频能力也提出了更高的要求。

火电机组包括燃煤汽轮机发电机组和燃气轮机联合循环发电机组，火电机组一次调频是当电网负荷发生变化时，汽轮机或燃气轮机调节系统自动地根据转速的变化调整汽轮机或燃气轮机的功率，进而将电网频率的变化限制在一定的限度内。火电机组一次调频在保证电网的安全经济运行、提高电能质量和电网调频的控制水平、迅速消除由于电网负荷变化引起的频率波动等方面有着重要作用。

目前火电机组一次调频因子设置的两个因素，频差死区和转速不等率都采用定值的方式，在火电机组运行状态改变的时候，这两个因素并不改变。在这种情况下，火电机组运行状态偏离额定设计工况后，机组一次调频能力也会改变。

发明内容

本发明是为了解决目前火电机组运行状态偏离额定设计工况后，机组一次调频能力也会改变的问题，现提供火电机组一次调频能力补偿方法。

火电机组一次调频能力补偿方法，将汽轮机或燃气轮机额定转速与实际转速的差值x经函数F(x)转换后生成一次调频因子K，

采集火电机组运行状态，利用火电机组运行状态X与一次调频因子K，根据下式获得新的调频因子K^*：

其中，δ_Δ(X)为不等率修正系数，由火电机组运行状态X决定，

将新的调频因子K^*叠加到汽轮机或燃气轮机的有功功率指令给定值P上，获得补偿后的有功功率指令以控制汽轮机或燃气轮机的调门开度，完成火电机组一次调频能力补偿。

火电机组运行状态X的表达式如下：

X＝(x₁,x₂,x₃,...,x_n)

其中，x_n为火电机组运行状态X中第n个状态参数所对应的状态。

火电机组运行状态X对一次调频的影响通过不等率修正系数δ_Δ(X)进行补偿，不等率修正系数δ_Δ(X)的获得方法如下：

火电机组运行状态X共有n个状态参数，每个状态参数对应多个子状态值，在每个状态参数对应的多个子状态值中等间距提取m个子状态值，该m个子状态值包括每个状态参数对应多个子状态值的最大值和最小值，共获得mⁿ种运行状态，将其中任一运行状态表示为：

其中表示火电机组运行状态X中第n个状态参数对应的第m_r个子状态值，m_r＝1,2,3,...,m；

在火电机组任一运行状态下，进行参数测定试验：

在调频后有功功率指令P_K的基础上，增加指令a％，记录发电功率变化值b％，火电机组任一运行状态对应的不等率修正系数为：

则火电机组mⁿ种运行状态对应有mⁿ种不等率修正系数将该对应关系记做n维查表函数H(X)，

则根据火电机组运行状态X，通过查询n维查表函数H(X)，就能够获得火电机组运行状态X的不等率修正系数δ_Δ(X)：

δ_Δ(X)＝H(X)。

补偿后的有功功率指令的表达式如下：

本发明设计的火电机组一次调频补偿方法，当火电机组运行状态发生改变后，针对性修改不等率的设置，保证火电机组运行状态在偏离额定设计工况后，仍具有同样的一次调频能力。即：保证转速变化1％时，通过一次调频使发电功率变化20％。

本发明所述的电机组一次调频能力补偿方法，适用于火电机组一次调频能力补偿技术领域。

附图说明

图1为现有火电机组一次调频设置流程图；

图2为本发明所述的火电机组一次调频能力补偿方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，目前，火电机组一次调频功能是将汽轮机或燃气轮机转速与额定转速的差值直接换算成调频后有功功率指令，具体的：

汽轮机或燃气轮机额定转速(一般为3000r/min)与实际转速的差值x经函数F(x)转换后生成一次调频因子K，

函数F(x)的具体公式如下：

其中，del(x)表示x经过差频死区，δ为转速不等率。

将一次调频因子K直接叠加到汽轮机或燃气轮机的有功功率指令给定值P上，获得调频后有功功率指令P_K，以控制汽轮机或燃气轮机的调门开度。

火电机组一次调频功能，要求转速变化1％，通过一次调频要求发电功率变化20％。

火电机组一次调频不等率δ普遍设置为δ＝0.05，在额定设计工况下，足以满足上述要求。

但是，当火电机组运行状态发生改变，偏离额定设计工况时，不等率δ＝0.05就不足以满足上述要求。

因此，提供以下实施方式来解决上述问题。

具体实施方式一：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的火电机组一次调频能力补偿方法，

采集火电机组运行状态，利用火电机组运行状态X与一次调频因子K，根据下式获得新的调频因子K^*：

其中，δ_Δ(X)为不等率修正系数，由火电机组运行状态X决定，

将新的调频因子K^*叠加到汽轮机或燃气轮机的有功功率指令给定值P上，获得补偿后的有功功率指令以控制汽轮机或燃气轮机的调门开度。

本发明设计火电机组一次调频补偿方法，当火电机组运行状态发生改变后，针对性修改不等率的设置，保证转速变化1％时，通过一次调频使发电功率变化20％。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的火电机组一次调频能力补偿方法作进一步说明，本实施方式中，火电机组运行状态X的表达式如下：

X＝(x₁,x₂,x₃,...,x_n)

其中，x_n为火电机组运行状态X中第n个状态参数所对应的状态。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的火电机组一次调频能力补偿方法作进一步说明，本实施方式中，

火电机组运行状态X对一次调频的影响通过不等率修正系数δ_Δ(X)进行补偿，不等率修正系数δ_Δ(X)的获得方法如下：

火电机组运行状态X共有n个状态参数，每个状态参数对应多个子状态值，在每个状态参数对应的多个子状态值中等间距提取m个子状态值，该m个子状态值包括每个状态参数对应多个子状态值的最大值和最小值，共获得mⁿ种运行状态，将其中任一运行状态表示为：

其中表示火电机组运行状态X中第n个状态参数对应的第m_r个子状态值，m_r＝1,2,3,...,m；

在火电机组任一运行状态下，进行参数测定试验：

在调频后有功功率指令P_K的基础上，增加指令a％，记录发电功率变化值b％，火电机组任一运行状态对应的不等率修正系数为：

则火电机组mⁿ种运行状态对应有mⁿ种不等率修正系数将该对应关系记做n维查表函数H(X)，

则根据火电机组运行状态X，通过查询n维查表函数H(X)，就能够获得火电机组运行状态X的不等率修正系数δ_Δ(X)：

δ_Δ(X)＝H(X)。

本实施方式，δ_Δ(X)＝H(X)可保证转速变化1％，通过一次调频使发电功率变化20％，保证火电机组具有同样的一次调频能力。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的火电机组一次调频能力补偿方法作进一步说明，本实施方式中，

补偿后的有功功率指令的表达式如下：

Claims (4)

1.火电机组一次调频能力补偿方法，将汽轮机或燃气轮机额定转速与实际转速的差值x经函数F(x)转换后生成一次调频因子K，

其特征在于，

采集火电机组运行状态，利用火电机组运行状态X与一次调频因子K，根据下式获得新的调频因子K^*：

其中，δ_Δ(X)为不等率修正系数，由火电机组运行状态X决定，

将新的调频因子K^*叠加到汽轮机或燃气轮机的有功功率指令给定值P上，获得补偿后的有功功率指令以控制汽轮机或燃气轮机的调门开度，完成火电机组一次调频能力补偿。

2.根据权利要求1所述的火电机组一次调频能力补偿方法，其特征在于，火电机组运行状态X的表达式如下：

X＝(x₁,x₂,x₃,...,x_n)

其中，x_n为火电机组运行状态X中第n个状态参数所对应的状态。

3.根据权利要求2所述的火电机组一次调频能力补偿方法，其特征在于，

火电机组运行状态X对一次调频的影响通过不等率修正系数δ_Δ(X)进行补偿，不等率修正系数δ_Δ(X)的获得方法如下：

火电机组运行状态X共有n个状态参数，每个状态参数对应多个子状态值，在每个状态参数对应的多个子状态值中等间距提取m个子状态值，该m个子状态值包括每个状态参数对应多个子状态值的最大值和最小值，共获得mⁿ种运行状态，将其中任一运行状态表示为：

其中表示火电机组运行状态X中第n个状态参数对应的第m_r个子状态值，m_r＝1,2,3,...,m；

在火电机组任一运行状态下，进行参数测定试验：

在调频后有功功率指令P_K的基础上，增加指令a％，记录发电功率变化值b％，火电机组任一运行状态对应的不等率修正系数为：

则火电机组mⁿ种运行状态对应有mⁿ种不等率修正系数将该对应关系记做n维查表函数H(X)，

则根据火电机组运行状态X，通过查询n维查表函数H(X)，就能够获得火电机组运行状态X的不等率修正系数δ_Δ(X)：

δ_Δ(X)＝H(X)。

4.根据权利要求1所述的火电机组一次调频能力补偿方法，其特征在于，补偿后的有功功率指令的表达式如下：