CN107294138A - 一种agc变负荷速率实时计算和自动适配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种AGC变负荷速率实时计算和自动适配方法，同时还公开了一种AGC变负荷速率实时控制装置，通过发电机组自动发电控制过程中对实际变负荷速率进行在线计算，并根据实际变负荷速率，自动增速或减速，以满足调度要求，进一步减少人工干涉，提高控制精度和速度。

Description

一种AGC变负荷速率实时计算和自动适配方法
技术领域
本发明涉及发电机组自动发电控制过程中对实际变负荷速率进行在线计算，并根据实际变负荷速率，自动增速或减速，以满足调度要求，属于热工控制及电气控制技术领域。
背景技术
自动发电控制(AGC)是电力调度机构根据电力系统频率和联络线功率需求直接调整发电机组出力的一项重要功能，关系到电网和发电机组的安全稳定运行。AGC的调节速率和调节精度是调度机构考核电厂AGC功能的关键指标。根据《电网运行准则》、《中国南方电网自动发电控制(AGC)运行管理规定》等文件规定要求，机组每分钟增减负荷的响应速率不小于额定容量的1％。
目前，发电机组AGC变负荷速率即负荷指令变化速率，由电厂运行人员手动设定，在AGC变负荷工程中负荷调节速率一般设置得比额定容量的1％稍大，如660MW机组设为7MW/min。但在实际运行中，机组变负荷能力并不稳定，机组负荷响应速率受汽轮机阀门流量特性等因素的影响，实际负荷变化速率可能比设定值小，达不到电网考核要求，或者过大，影响机组稳定运行。因DCS没有实际负荷变化率的实时计算显示，所以运行人员不能及时发现实际负荷变化率与设定值速率偏差大的情况，即使发现，运行人员也没有精力一直跟踪此情况并修改设定值。
发明内容
本发明要解决的技术问题：根据在AGC变负荷时，实时计算的机组负荷实际变化速率，提供一种准确变负荷速率在线自动适配方法，通过这种方法，在AGC变负荷时一旦检测到负荷响应速率达不到要求，就会自动改变变负荷速率并发出报警提示运行人员，提升发电机组AGC响应能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种AGC变负荷速率实时计算和自动适配方法，包括以下步骤：
第一步、机组控制系统处于普通控制模式，确保AGC处于投入状态，则由AGC变负荷速率自动适配器实时监测机组实际功率；
第二步、在AGC变负荷时一旦速率自动适配器检测到负荷响应速率达不到要求时，机组控制系统由普通控制模式自动切换到AGC自动适配模式，控制系统就会随即通过内部模拟量延时模块搭建变负荷速率计算功能，其计算的数学表达式为：
式中：当前功率P，延时输出的功率值Pdelay，延时时间ΔT，实际变负荷速率V；
第三步、由机组控制系统内部计算模块计算出比例系数γ，若γ小于1，说明实际变负荷速率偏小，当γ小于0.9时，发出报警，提醒运行人员调整运行参数；若γ大于1，说明实际变负荷速率偏大；当γ小于1.1时，发出报警，提醒运行人员调整参数；其比例系数γ计算表达式为：
式中：比例系数γ,实际变负荷速率V,变负荷速率设定值V0；
第四步、计算修正后的机组负荷指令变化速率V1,由于AGC指令经设置的变负荷速率限制后形成机组负荷指令，因此修正变负荷速率设定V0即可修正机组负荷指令变化速率，从而改变机组的实际功率变化速率V,其计算表达式为：
式中：修正后的机组负荷指令变化速率V1。
第五步、AGC变负荷结束时，立即转换至普通控制模式。
所述的AGC自动适配模式为在常规的AGC指令处理逻辑中增加AGC变负荷判断回路、变负荷速率超限报警回路、和机组负荷变化率计算何修正回路。
还包括一种AGC变负荷速率实时控制装置，包括机组、速率检测器、隔离器、信号输入卡、CPU、信号输出卡和速率调节器，所述的速率检测器安装在机组上，速率检测器的信号输出端与隔离器信号输入端连接；隔离器信号输出端与信号输入卡信号输入端连接；信号输入卡信号输出端与CPU信号输入端连接；CPU信号输出端与信号输出卡信号输入端连接；信号输出卡信号输出端与速率调节器信号输入端连接；速率调节器安装在机组上。
与现有技术对比，采用本发明的技术提供的一种AGC变负荷速率自动适配方法，在AGC变负荷时，一旦检测到实际变负荷速率达不到要求或者超速严重，便发出告警并自动进行速率控制，及时准确地修正变负荷速率，减少运行人员操作，大大提高了机组控制的精度和响应时间，避免因人工操作而出现的调节速率不达标或因调节速率过快引起机组振荡，有效地提高机组AGC响应能力，提升电力系统运行的安全稳定性。
说明书附图
图1为本发明控制逻辑图；
图2为本发明装置结构图；
图中标识为：1、机组，2、速率检测器，3、隔离器，4、信号输入卡，5、CPU，6、信号输出卡，7、和速率调节器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1-2所示，一种AGC变负荷速率实时控制装置，包括机组1、速率检测器2、隔离器3、信号输入卡4、CPU5、信号输出卡6和速率调节器7，速率检测器2安装在机组1上，速率检测器2的信号输出端与隔离器3信号输入端连接；隔离器3信号输出端与信号输入卡4信号输入端连接；信号输入卡4信号输出端与CPU5信号输入端连接；CPU5信号输出端与信号输出卡6信号输入端连接；信号输出卡6信号输出端与速率调节器7信号输入端连接；速率调节器7安装在机组1上。
按照本发明的装置结构，将机组1、速率检测器2、隔离器3、信号输入卡4、CPU5、信号输出卡6和速率调节器7进行连接。
进一步的由于速率检测器2为模拟量检测，在机组现场由于各种干扰较强，因此在速率检测器2的测量回路上增加信号隔离器2，从而提高信号测量的可靠性。在完成上述连接后，即可进行测试，测试时按照下列方法进行测试，包括以下步骤：
第一步、机组控制系统处于普通控制模式，确保AGC处于投入状态，则由AGC变负荷速率自动适配器实时监测机组实际功率；
第二步、在AGC变负荷时一旦速率自动适配器检测到负荷响应速率达不到要求时，机组控制系统由普通控制模式自动切换到AGC自动适配模式，控制系统就会随即通过内部模拟量延时模块搭建变负荷速率计算功能，其计算的数学表达式为：
式中：当前功率P，延时输出的功率值Pdelay，延时时间ΔT，实际变负荷速率V；
第三步、由机组控制系统内部计算模块计算出比例系数γ，若γ小于1，说明实际变负荷速率偏小，当γ小于0.9时，发出报警，提醒运行人员调整运行参数；若γ大于1，说明实际变负荷速率偏大；当γ小于1.1时，发出报警，提醒运行人员调整参数；其比例系数γ计算表达式为：
式中：比例系数γ,实际变负荷速率V,变负荷速率设定值V0；
第四步、计算修正后的机组负荷指令变化速率V1,由于AGC指令经设置的变负荷速率限制后形成机组负荷指令，因此修正变负荷速率设定V0即可修正机组负荷指令变化速率，从而改变机组的实际功率变化速率V,其计算表达式为：
式中：修正后的机组负荷指令变化速率V1。
第五步、AGC变负荷结束时，立即转换至普通控制模式。
AGC自动适配模式为在常规的AGC指令处理逻辑中增加AGC变负荷判断回路、变负荷速率超限报警回路、和机组负荷变化率计算何修正回路。
本发明以某660MW机组的AGC变负荷为例。
AGC变负荷前机组状态：AGC投入，AGC目标负荷为450MW，机组给定负荷为450MW，发电机功率450.5MW，机组各运行参数正常。
AGC变负荷过程：AGC目标负荷变为600MW，变负荷速率设定为7MW/min，检测到AGC目标负荷与机组给定负荷有偏差，判定AGC变负荷开始，延时1min切至自动修正回路；在发电机功率升至505MW时，因汽轮机阀门流量特性线性差，负荷响应速率变慢，实时计算的变负荷速率为6.2MW/min，与变负荷速率设定值的比值γ为0.886，已达不到电网要求，此时DCS自动发出报警提醒运行人员，修正回路自动将变负荷速率设定修正为7/0.886＝7.9MW/min，机组变负荷速率加快，在发电机功率升至560MW的过程中实际功率变化速率逐渐趋近7MW/min，γ也逐步趋于1，修正强度逐渐变弱，完成了AGC变负荷自动加速的过程。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种AGC变负荷速率实时计算和自动适配方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步、机组控制系统处于普通控制模式，确保AGC处于投入状态，则由AGC变负荷速率自动适配器实时监测机组实际功率；
第二步、在AGC变负荷时一旦速率自动适配器检测到负荷响应速率达不到要求时，机组控制系统由普通控制模式自动切换到AGC自动适配模式，控制系统就会随即通过内部模拟量延时模块搭建变负荷速率计算功能，其计算的数学表达式为：
<mrow> <mi>V</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>P</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>a</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>T</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
式中：当前功率P，延时输出的功率值Pdelay，延时时间ΔT，实际变负荷速率V；
第三步、由机组控制系统内部计算模块计算出比例系数γ，若γ小于1，说明实际变负荷速率偏小，当γ小于0.9时，发出报警，提醒运行人员调整运行参数；若γ大于1，说明实际变负荷速率偏大；当γ小于1.1时，发出报警，提醒运行人员调整参数；其比例系数γ计算表达式为：
<mrow> <mi>&amp;gamma;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>V</mi> <msub> <mi>V</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> </mrow>
式中：比例系数γ,实际变负荷速率V,变负荷速率设定值V0；
第四步、计算修正后的机组负荷指令变化速率V1,由于AGC指令经设置的变负荷速率限制后形成机组负荷指令，因此修正变负荷速率设定V0即可修正机组负荷指令变化速率，从而改变机组的实际功率变化速率V,其计算表达式为：
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>V</mi> <mn>0</mn> </msub> <mi>&amp;gamma;</mi> </mfrac> </mrow>
式中：修正后的机组负荷指令变化速率V1。
第五步、AGC变负荷结束时，立即转换至普通控制模式。
2.根据权利要求1所述的一种AGC变负荷速率实时计算和自动适配方法，其特征在于：所述的AGC自动适配模式为在常规的AGC指令处理逻辑中增加AGC变负荷判断回路、变负荷速率超限报警回路、和机组负荷变化率计算何修正回路。
3.一种AGC变负荷速率实时控制装置，包括机组(1)、速率检测器(2)、隔离器(3)、信号输入卡(4)、CPU(5)、信号输出卡(6)和速率调节器(7)，其特征在于：所述的速率检测器(2)安装在机组(1)上，速率检测器(2)的信号输出端与隔离器(3)信号输入端连接；隔离器(3)信号输出端与信号输入卡(4)信号输入端连接；信号输入卡(4)信号输出端与CPU(5)信号输入端连接；CPU(5)信号输出端与信号输出卡(6)信号输入端连接；信号输出卡(6)信号输出端与速率调节器(7)信号输入端连接；速率调节器(7)安装在机组(1)上。
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