CN107807515B - 火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一次调频控制技术领域,是一种火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,通过机组在不同的负荷段、不同的进汽方式、不同运行方式下设置不同的修正函数,机组在阀位控制下时,变量Y叠加到FDMDMW做为阀位控制流量总指令值直接作用在调门上;当机组功率控制方式下运行时,变量X是规程要求的负荷量直接叠加到FDMDMW做为功率控制PID的设定值,此时变量Y是功率控制时的前馈量,它乘以PID输出系数做为功率控制的前馈值直接作用在机组的调门上,再通过功率控制PID作用将机组负荷调整到目标负荷变量X。解决了机组一次调频过调对机组安全的影响,有效满足了电网对一次调频负荷的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一次调频控制技术领域,是一种火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法。
背景技术
近年来,随着电网不断壮大与发展,超临界与超超临界火电机组陆续落地,风电、光伏等新能源迅速扩张,由于新能源的不稳定性,对整个电网频率的影响越来越大,严重会影响到电网的安全运行,所以一次调频在电网运行系统中显得尤为重要。
新华控制系统DEH一次调频逻辑组态与ovation控制系统、南京科远控制系统、国电智胜控制系统、华电南自控制系统和利时控制系统DEH一次调频控制逻辑组态思路原理都不一样,新华控制系统DEH功率控制时,其中PID输出是一个比例系数,是机组流量总指令和机组实际负荷的比值,其他控制系统PID输出是机组调门总指令。
现有的火电机组新华控制系统一次调频逻辑设计无法满足机组在阀位控制和功率控制相互切换后的调频性能要求。当试验人员整定好阀位控制下一次调频参数后,机组控制方式切换到功率控制时,机组一次调频动作量往往是正常调频量的3倍甚至会更多,大大降低了锅炉储能,降低了主汽温度,影响了机组主汽压力、汽包水位、炉膛负压等重要机组参数,会严重影响机组的安全稳定运行;当试验人员整定好功率控制下一次调频参数后,机组控制方式切换到阀位控制时,此时的参数设置只能让机组产生1/3目标调频量,远远不能满足电网对机组调频量的要求。
新华控制系统原有的一次调频控制方法是:机组无论是功率控制或是阀位控制,一次调频变量X在一定的转差下经过F(x)计算只能是一个定值,当机组在阀位控制方式运行时,FDMDMW这个信号是流量指令,当机组在功率控制方式运行时,此时FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,火电机组都在降压运行,机组阀位控制和功率控制相互切换后,阀位控制下FDMDMW代表的流量指令值与功率控制下FDMDMW代表的功率设定值不是同一个数值,阀位控制下FDMDMW代表的流量指令数值远远大于功率控制下FDMDMW代表的功率设定数值;在不同的控制方式下,一次调频动作时,FDMDMW都叠加同样的调频量X,无法满足机组对电网调频要求。
如果试验人员将一次调频量X设置为阀位控制方式下的调频流量指令值时,当机组切换成功率控制时,一次调频量X叠加在功率控制PID的设定值上,由于此时调频量X是流量指令值,它不是规程规定的调频负荷值,流量指令值远远大于调频负荷值,这样增大了机组的调频难度,而且调频量X还要乘以PID输出的系数作为一次调频前馈值,由于机组都在降压运行,PID输出值都是大于1的系数,这样的逻辑设计更加增大了机组出力负荷要求,大大降低了锅炉的储能,降低了主汽温度,影响了机组主汽压力、汽包水位、炉膛负压等重要机组参数,会严重影响到机组的安全稳定运行。
反之,试验人员将一次调频量X设置为功率控制下的规程规定的调频负荷值时,当机组切换为阀位控制时,此时调频量X是一个调频负荷值,它不是阀位控制下的调频流量指令值,而且调频量X数值远远小于机组在阀位控制下流量指令数值。所以调频量X叠加在FDMDMW这个流量指令值上远远不能满足电网对调频负荷的要求。
新华控制系统原有的控制方法是在没有设计单阀和顺序阀方式下的一次调频逻辑,并且机组在不同的负荷段进行一次调频试验时无法修正阀位控制下的流量指令值或功率控制方式下的前馈值。
发明内容
本发明提供了一种火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决火电机组新华控制系统DEH控制时,阀位控制和功率控制相互切换后影响电网对机组一次调频性能要求和机组的运行安全的问题以及现有的一次调频方法不能满足机组在不同的负荷段下、不同的进汽方式下、不同的运行方式下的调频性能要求的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种火电机组新华控制系统一次调
频逻辑优化方法,包括以下步骤:
第一步,在原有的新华控制系统中增加单阀和顺序阀控制下的调频逻辑,并且同时增加阀位控制下的调频流量指令的函数逻辑运算过程和功率控制下的调频前馈量函数逻辑运算过程;
第二步,计算一次调频负荷量,将火电机组的转速值与机组定值通过减法器做减法运算,得到第一转差对应负荷函数F(x1),通过第一转差对应负荷函数F(x1),获得规程要求下的一次调频负荷量X;
第三步,在单阀进汽方式和顺序阀进汽方式下的调频逻辑运算中,设置第二转差对应负荷函数F(x2),获得变量A;
第四步,根据实际负荷设置机组在不同的负荷段、不同的进汽方式、不同运行方式下的修正函数,即:功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)、阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6);
第五步,将功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)以及单阀控制输入值输入至第一切换块SFT1进行选择输出,将阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6)以及单阀控制输入值输入至第二切换块SFT2进行选择输出,将第一切换块SFT1的选定输出值、第二切换块SFT2的选定输出值以及功率控制投入量均输入至第三切换块SFT3进行选择,输出变量Z;
第六步,将变量A与变量Z输入至乘法器进行乘法逻辑运算,得到变量Y;
第七步,将变量Y在不同的进汽方式、不同的运行方式下通过第一切换块SFT1、第二切换块SFT2、第三切换块SFT3相互切换成一次调频流量指令值或一次调频前馈量值,即:机组在阀位控制方式下运行时,进入第八步;机组在功率控制方式下运行时,进入第九步;
第八步,当机组在阀位控制方式下运行时,变量Y与FDMDMW相叠加的值作为阀位控制流量总指令值直接作用在调门上,FDMDMW这个信号是代表流量指令,结束;
第九步,当机组在功率控制方式下运行时,按规程要求的负荷量设置的一次调频负荷量X直接叠加到FDMDMW上,并将求和后的值与实际功率值做除法运算,计算结果作为功率控制PID的设定值,变量Y与FDMDMW相叠加值作为功率控制时的前馈量乘以PID输出系数作为功率控制的前馈值,直接作用在机组的调门上,再通过功率控制PID作用将机组负荷调整到目标一次调频负荷量X′,FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,结束。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述第五步中,根据机组实际负荷,变量Z值选择输出函数的逻辑运算过程如下:
(1)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x3);
(2)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x4);
(3)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x5);
(4)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x6);
上述第九步中,还包括第四切换块SFT4,将功率控制的前馈值、阀位控制投入值以及变量Y与FDMDMW相叠加的值均输入至第四切换块SFT4,FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,选择输出阀位控制指令或者功率控制流量指令作用于机组。
本发明机组在不同的负荷段、不同的进汽方式、不同运行方式下设置不同的修正函数,函数的输入值都是机组的实际负荷,通过SFT1、SFT2、SFT3三个切换块相互切换得到Z值;Y=A×Z,当机组在阀位控制下时,变量Y叠加到FDMDMW做为阀位控制流量总指令值直接作用在调门上;当机组功率控制方式下运行时,变量X是规程要求的负荷量直接叠加到FDMDMW做为功率控制PID的设定值,此时变量Y是功率控制时的前馈量,它乘以PID输出系数做为功率控制的前馈值直接作用在机组的调门上,再通过功率控制PID作用将机组负荷调整到目标负荷变量X。这样的逻辑设计完美的解决了机组一次调频过调对机组安全的影响,有效满足了电网对一次调频负荷的要求。
附图说明
附图1为本发明的逻辑控制原理图。
附图2为本发明的流程图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示,该火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,包括以下步骤:
第一步,在原有的新华控制系统中增加单阀和顺序阀控制下的调频逻辑,并且同时增加阀位控制下的调频流量指令的函数逻辑运算过程和功率控制下的调频前馈量函数逻辑运算过程;
第二步,计算一次调频负荷量,将火电机组的转速值与机组定值通过减法器做减法运算,得到转差对应负荷函数F(x1),通过转差对应负荷函数F(x1),获得规程要求下的一次调频负荷量X;
第三步,在单阀进汽方式和顺序阀进汽方式下的调频逻辑运算中,设置转差对应负荷函数F(x2),获得变量A;
第四步,根据实际负荷设置机组在不同的负荷段、不同的进汽方式、不同运行方式下的修正函数,即:功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)、阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6);
第五步,将功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)以及单阀控制输入值输入至第一切换块SFT1进行选择输出,将阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6)以及单阀控制输入值输入至第二切换块SFT2进行选择输出,将第一切换块SFT1的选定输出值、第二切换块SFT2的选定输出值以及功率控制投入量均输入至第三切换块SFT3进行选择,输出变量Z;
第六步,将变量A与变量Z输入至乘法器进行乘法逻辑运算,得到变量Y;
第七步,将变量Y在不同的进汽方式、不同的运行方式下通过第一切换块SFT1、第二切换块SFT2、第三切换块SFT3相互切换成一次调频流量指令值或一次调频前馈量值,即:机组在阀位控制方式下运行时,进入第八步;机组在功率控制方式下运行时,进入第九步;
第八步,当机组在阀位控制方式下运行时,变量Y与FDMDMW相叠加的值作为阀位控制流量总指令值直接作用在调门上,结束;
第九步,当机组在功率控制方式下运行时,按规程要求的负荷量设置的一次调频负荷量X直接叠加到FDMDMW上,并将求和后的值与实际功率值做除法运算,计算结果作为功率控制PID的设定值,变量Y与FDMDMW相叠加值作为功率控制时的前馈量乘以PID输出系数作为功率控制的前馈值,直接作用在机组的调门上,再通过功率控制PID作用将机组负荷调整到目标一次调频负荷量X′,结束。
在第一步及第二步中,根据《火力发电机组一次调频试验及性能验收导则》设置转差对应的负荷函数F(x1)、F(x2)。当机组在阀位控制下运行时,变量Y修正为阀位控制下的流量指令值,当机组在功率控制方式下运行时,变量Y修正为功率控制下的前馈值。这里的函数F(x3)、F(x4)、F(x5)、F(x6)的输入值都是机组的实际负荷,Z值就是通过第一切换块SFT1、第二切换块SFT2、第三切换块SFT3三个切换块相互切换得到;Y=A×Z,变量Y在不同的进汽方式、在不同的运行方式下通过第一切换块SFT1、第二切换块SFT2、第三切换块SFT3相互切换成调频流量指令值和调频前馈量值。这样就实现了机组在不同的运行方式相互切换后、不同的负荷段下、不同的进汽方式下都不影响机组的调频性能,同时确保了机组安全性能。
这里的火电机组新华控制系统FDMDMW这个信号在不同的运行方式下代表不同的含义,当机组在阀位控制方式运行时,FDMDMW这个信号是代表流量指令,当机组在功率控制方式运行时,此时FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,所以将阀位控制下的流量指令值和功率控制下前馈量值分开计算。
这样的逻辑设计完美的解决了机组一次调频过调对机组安全的影响,也解决了一次调频欠调不满足电网调频要求的问题。
可根据实际需要,对上述火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法作进一步优化或/和改进:
如附图1、2、表1所示,第五步中,根据机组实际负荷,变量Z值选择输出函数的逻辑运算过程如下:
(1)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x3);
(2)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x4);
(3)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x5);
(4)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x6);
如附图1、2所示,第九步中,还包括第四切换块SFT4,将功率控制的前馈值、阀位控制投入值以及变量Y与FDMDMW相叠加的值均输入至第四切换块SFT4,选择输出阀位控制指令或者功率控制流量指令作用于机组。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
表1为Z值选择表
函数输入 | 单阀控制 | 功率控制 | Z值选择 |
机组实际负荷 | 1 | 1 | F(x3)输出 |
机组实际负荷 | 0 | 1 | F(x4)输出 |
机组实际负荷 | 1 | 0 | F(x5)输出 |
机组实际负荷 | 0 | 0 | F(x6)输出 |
Claims (3)
1.一种火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,其特征在于包括以下步骤:
第一步,在原有的新华控制系统中增加单阀和顺序阀控制下的调频逻辑,并且同时增加阀位控制下的调频流量指令的函数逻辑运算过程和功率控制下的调频前馈量函数逻辑运算过程;
第二步,计算一次调频负荷量,将火电机组的转速值与机组定值通过减法器做减法运算,得到第一转差对应负荷函数F(x1),通过第一转差对应负荷函数F(x1),获得规程要求下的一次调频负荷量X;
第三步,在单阀进汽方式和顺序阀进汽方式下的调频逻辑运算中,设置第二转差对应负荷函数F(x2),获得变量A;
第四步,根据实际负荷设置机组在不同的负荷段、不同的进汽方式、不同运行方式下的修正函数,即:功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)、阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6);
第五步,将功率控制单阀前馈量修正函数F(x3)、功率控制顺序阀前馈量修正函数F(x4)以及单阀控制输入值输入至第一切换块SFT1进行选择输出,将阀位控制单阀调频量修正函数F(x5)、阀位控制顺序阀调频量修正函数F(x6)以及单阀控制输入值输入至第二切换块SFT2进行选择输出,将第一切换块SFT1的选定输出值、第二切换块SFT2的选定输出值以及功率控制投入量均输入至第三切换块SFT3进行选择,输出变量Z;
第六步,将变量A与变量Z输入至乘法器进行乘法逻辑运算,得到变量Y;
第七步,将变量Y在不同的进汽方式、不同的运行方式下通过第一切换块SFT1、第二切换块SFT2、第三切换块SFT3相互切换成一次调频流量指令值或一次调频前馈量值,即:机组在阀位控制方式下运行时,进入第八步;机组在功率控制方式下运行时,进入第九步;
第八步,当机组在阀位控制方式下运行时,变量Y与FDMDMW相叠加的值作为阀位控制流量总指令值直接作用在调门上,FDMDMW这个信号是代表流量指令,结束;
第九步,当机组在功率控制方式下运行时,按规程要求的负荷量设置的一次调频负荷量X直接叠加到FDMDMW上,并将求和后的值与实际功率值做除法运算,计算结果作为功率控制PID的设定值,变量Y与FDMDMW相叠加值作为功率控制时的前馈量乘以PID输出系数作为功率控制的前馈值,直接作用在机组的调门上,再通过功率控制PID作用将机组负荷调整到目标一次调频负荷量X′,FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,结束。
2.根据权利要求1所述的火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,其特征在于第五步中,根据机组实际负荷,变量Z值选择输出函数的逻辑运算过程如下:
(1)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x3);
(2)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,则第三切换块输出的Z值为F(x4);
(3)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为1,且在第一切换块SFT1 中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x5);
(4)在第二切换块SFT2中,阀位控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,且在第一切换块SFT1中,功率控制方式下机组实际负荷输出的逻辑值为0,则第三切换块输出的Z值为F(x6)。
3.根据权利要求1或2所述的火电机组新华控制系统一次调频逻辑优化方法,其特征在于第九步中,还包括第四切换块SFT4,将功率控制的前馈值、阀位控制投入值以及变量Y与FDMDMW相叠加的值均输入至第四切换块SFT4,FDMDMW这个信号是功率控制的设定值,选择输出阀位控制指令或者功率控制流量指令作用于机组。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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