CN109884899A - 火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统及分级前馈补偿方法 - Google Patents

Abstract

火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统及分级前馈补偿方法，属于发电技术领域，为解决现有火电机组自动发电控制系统的前馈控制方法无法满足不同的机组调节精度和调节速率要求的问题。减法器的输入为自动发电控制指令和实际功率指令，输出为功率指令偏差；一个比较器和一个选择器构成一级控制；每个比较器的输入为功率指令偏差和预设基准值，输出作为对应选择器的开关量；选择器的输入为预设基准值和0；选择器输出全部输入至加法器，加法器输入还包括实际功率，加法器输出作为功率输出选择器的一个输入，另一个输入为实际功率，开关量为分级控制投入指令，输出为修正补偿后的功率信号。本发明用于分级前馈补偿。

Description

火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统及分级前馈 补偿方法

技术领域

本发明涉及一种分级前馈补偿系统及分级前馈补偿方法，属于发电技术领域。

背景技术

电网频率是电力系统运行的重要控制参数，直接影响到电网的安全稳定运行，影响用电设备的安全和使用寿命。为了提高电网运行的稳定性，减少电网频率的波动，增强电网抗事故能力，各发电机组就必须具备一次调频和AGC(Automatic Gain Control，自动发电控制)能力，并且满足电网公司要求的技术指标，也就是发电机组能够根据电网频差和电网调度中心的负荷需求进行调频、调峰。

强随机波动性新能源并网给电网调峰带来了新的负担。但是，燃煤机组的生产工艺和控制过程复杂，锅炉与汽轮机在动态延迟上的差异性使得机组难以满足当下电网对调度指令响应速度和响应精度的考核要求。如何改善机组的调节特性实现机组的灵活性调峰能力也是解决新能源消纳的一个有效方法，为此，在该方面开展了很多相关研究：

一种是通过对AGC功率指令信号进行滤波，并将得到的信号作为前馈，提前作用在锅炉各设备(过热器、减温水控制装置)上，使锅炉提前动作，改善其大延迟特性。

另一种是通过对进入汽轮机主控制器的功率信号进行变换，使调门快速动作，以获得最快的调节速率。

还有一种是将智能算法引入AGC控制理论中。

上述三种理论在仿真时都表现出了良好效果，但是由于电厂对机组运行安全的严格要求，这些优化策略并未广泛实施。实际上，在AGC系统调节精度和调节速率的调整过程中，需要根据现实需求权衡，给出一个最适应当地电网要求的解决方案。

发明内容

本发明目的是为了解决现有火电机组自动发电控制系统的前馈控制方法无法满足不同的机组调节精度和调节速率要求的问题，提供了一种火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统及分级前馈补偿方法。

本发明所述火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，该分级前馈补偿系统包括分级前馈修正补偿模块和功率输出选择器；

分级前馈修正补偿模块包括减法器、分级控制选择模块和加法器；

减法器的输入为自动发电控制指令和实际功率指令，输出为功率指令偏差；

分级控制选择模块包括多个比较器和相同数量的选择器，一个比较器和一个选择器构成一级控制；

每个比较器的输入为功率指令偏差和预设的基准值ΔP_i,i＝1,2,3，比较器的输出作为对应选择器的开关量；

选择器的输入为预设的基准值ΔP_i'和0；

每个选择器的输出全部输入至加法器，加法器的输入还包括实际功率，加法器的输出作为功率输出选择器的一个输入，功率输出选择器的另一个输入为实际功率，功率输出选择器的开关量为分级控制投入指令，功率输出选择器的输出为修正补偿后的功率信号。

本发明所述火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿方法，该分级前馈补偿方法的具体过程为：

S1、判断机组是否投入自动发电控制模式，如果否则输出实际功率信号，如果是则执行S2；

S2、获取自动发电控制指令Q和实际功率指令R，将自动发电控制指令和实际功率指令输入减法器中，获得功率指令偏差ΔT：ΔT＝Q-R；

S3、将S2获得的功率指令偏差ΔT输入比较器中，比较功率指令偏差ΔT与比较器预设基准值ΔP_i(i＝1,2,3)的关系，当ΔP＞+ΔP_i或ΔP＜-ΔP_i时，比较器的输出为1，否则比较器的输出为0；

S4、将S3获得的比较器的输出作为选择器的开关量，当开关量为1时，选择器的输出为选择器预设基准值ΔP_i'，i的取值与ΔP_i中的i相同且相应，当开关量为0时，选择器的输出为0；

S5、将所有选择器的输入加法器，与实际功率求和，获得修正补偿后的功率信号。

本发明的优点：本发明提出的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统及分级前馈补偿方法对输入汽轮机的实际功率信号进行分级修正，当自动发电控制负荷指令与实际功率指令偏差大时，大幅修正偏差量提高响应速率；当AGC负荷指令与实际功率指令偏差变小时，减小偏差量修正提高响应精度。进而实现AGC的分级前馈控制策略，完成电网考核标准。

附图说明

图1是本发明所述火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述分级前馈补偿系统包括分级前馈修正补偿模块和功率输出选择器；

分级前馈修正补偿模块包括减法器、分级控制选择模块和加法器；

减法器的输入为自动发电控制指令和实际功率指令，输出为功率指令偏差；

分级控制选择模块包括多个比较器和相同数量的选择器，一个比较器和一个选择器构成一级控制；

每个比较器的输入为功率指令偏差和预设的基准值ΔP_i,i＝1,2,3，比较器的输出作为对应选择器的开关量；

选择器的输入为预设的基准值ΔP_i'和0；

每个选择器的输出全部输入至加法器，加法器的输入还包括实际功率，加法器的输出作为功率输出选择器的一个输入，功率输出选择器的另一个输入为实际功率，功率输出选择器的开关量为分级控制投入指令，功率输出选择器的输出为修正补偿后的功率信号。

所述功率指令偏差ΔT：ΔT＝Q-R，其中，Q表示自动发电控制指令，R表示实际功率指令。

比较器和选择器均为六个，六个比较器输入的预设基准值分别为两个ΔP₁、两个ΔP₂和两个ΔP₃，当ΔT＞+ΔP_i或ΔT＜-ΔP_i时，比较器的输出为1，否则比较器的输出为0。

ΔP₁的取值为ΔP₁＝0.3；

ΔP₂的取值为：当实施对象为额定容量M＝300MW机组时，ΔP₂＝0.7，当实施对象为额定容量N机组时，

ΔP₃的取值为：当实施对象为额定容量M＝300MW机组时，ΔP₂＝1.2，当实施对象为额定容量N机组时，

其中，N＝100WM，200MW，600MW。

六个选择器输入的预设基准值分别为：

当比较器输入的预设基准值为ΔP₃时，选择器输入的预设值为-ΔP₃'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₂时，选择器输入的预设值为-ΔP₂'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₁时，选择器输入的预设值为-ΔP₁'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₁时，选择器输入的预设值为+ΔP₁'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₂时，选择器输入的预设值为+ΔP₂'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₃时，选择器输入的预设值为+ΔP₃'。

ΔP₁'的取值为ΔP₁'＝0.4；

ΔP₂'的取值为：ΔP₂'＝ΔP₁+ΔP₂；

ΔP₃'的取值为：ΔP₃'＝ΔP₀-ΔP'₁-ΔP₂'，ΔP₀为总功率偏差前馈量，

ΔP₀的取值为：当实施对象为额定容量S机组时，ΔP₀＝S×1％，

其中，S＝100WM，200WM，300WM，600WM。

具体实施方式二：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于火电机组自动发电控制系统分级前馈补偿系统的分级前馈补偿方法，该分级前馈补偿方法的具体过程为：

S1、判断机组是否投入自动发电控制模式，如果否则输出实际功率信号，如果是则执行S2；

S2、获取自动发电控制指令Q和实际功率指令R，将自动发电控制指令和实际功率指令输入减法器中，获得功率指令偏差ΔT：ΔT＝Q-R；

S3、将S2获得的功率指令偏差ΔT输入比较器中，比较功率指令偏差ΔT与比较器预设基准值ΔP_i(i＝1,2,3)的关系，当ΔP＞+ΔP_i或ΔP＜-ΔP_i时，比较器的输出为1，否则比较器的输出为0；

S4、将S3获得的比较器的输出作为选择器的开关量，当开关量为1时，选择器的输出为选择器预设基准值ΔP_i'，i的取值与ΔP_i中的i相同且相应，当开关量为0时，选择器的输出为0；

S5、将所有选择器的输入加法器，与实际功率求和，获得修正补偿后的功率信号。

S1所述判断机组是否投入自动发电控制模式的具体方法为：

将自动发电控制指令作为功率输出选择器的开关量，如果开关量为0则输出实际功率信号，如果开关量为1则输出修正补偿后的功率信号。

Claims (8)

1.火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于，该分级前馈补偿系统包括分级前馈修正补偿模块和功率输出选择器；

分级前馈修正补偿模块包括减法器、分级控制选择模块和加法器；

减法器的输入为自动发电控制指令和实际功率指令，输出为功率指令偏差；

分级控制选择模块包括多个比较器和相同数量的选择器，一个比较器和一个选择器构成一级控制；

每个比较器的输入为功率指令偏差和预设的基准值ΔP_i,i＝1,2,3，比较器的输出作为对应选择器的开关量；

选择器的输入为预设的基准值ΔP_i'和0；

每个选择器的输出全部输入至加法器，加法器的输入还包括实际功率，加法器的输出作为功率输出选择器的一个输入，功率输出选择器的另一个输入为实际功率，功率输出选择器的开关量为分级控制投入指令，功率输出选择器的输出为修正补偿后的功率信号。

2.根据权利要求1所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于，所述功率指令偏差ΔT：ΔT＝Q-R，其中，Q表示自动发电控制指令，R表示实际功率指令。

3.根据权利要求2所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于，比较器和选择器均为六个，六个比较器输入的预设基准值分别为两个ΔP₁、两个ΔP₂和两个ΔP₃，当ΔT＞+ΔP_i或ΔT＜-ΔP_i时，比较器的输出为1，否则比较器的输出为0。

4.根据权利要求3所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于，

ΔP₁的取值为ΔP₁＝0.3；

ΔP₂的取值为：当实施对象为额定容量M＝300MW机组时，ΔP₂＝0.7，当实施对象为额定容量N机组时，

ΔP₃的取值为：当实施对象为额定容量M＝300MW机组时，ΔP₂＝1.2，当实施对象为额定容量N机组时，

其中，N＝100WM，200MW，600MW。

5.根据权利要求4所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于：六个选择器输入的预设基准值分别为：

当比较器输入的预设基准值为ΔP₃时，选择器输入的预设值为-ΔP₃'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₂时，选择器输入的预设值为-ΔP₂'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₁时，选择器输入的预设值为-ΔP₁'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₁时，选择器输入的预设值为+ΔP₁'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₂时，选择器输入的预设值为+ΔP₂'；

当比较器输入的预设基准值为ΔP₃时，选择器输入的预设值为+ΔP₃'。

6.根据权利要求5所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿系统，其特征在于：

ΔP₁'的取值为ΔP₁'＝0.4；

ΔP₂'的取值为：ΔP₂'＝ΔP₁+ΔP₂；

ΔP₃'的取值为：ΔP₃'＝ΔP₀-ΔP'₁-ΔP₂'，ΔP₀为总功率偏差前馈量，

ΔP₀的取值为：当实施对象为额定容量S机组时，ΔP₀＝S×1％，

其中，S＝100WM，200WM，300WM，600WM。

7.基于火电机组自动发电控制系统分级前馈补偿系统的分级前馈补偿方法，其特征在于，该分级前馈补偿方法的具体过程为：

S1、判断机组是否投入自动发电控制模式，如果否则输出实际功率信号，如果是则执行S2；

S2、获取自动发电控制指令Q和实际功率指令R，将自动发电控制指令和实际功率指令输入减法器中，获得功率指令偏差ΔT：ΔT＝Q-R；

S3、将S2获得的功率指令偏差ΔT输入比较器中，比较功率指令偏差ΔT与比较器预设基准值ΔP_i(i＝1,2,3)的关系，当ΔP＞+ΔP_i或ΔP＜-ΔP_i时，比较器的输出为1，否则比较器的输出为0；

S4、将S3获得的比较器的输出作为选择器的开关量，当开关量为1时，选择器的输出为选择器预设基准值ΔP_i'，i的取值与ΔP_i中的i相同且相应，当开关量为0时，选择器的输出为0；

S5、将所有选择器的输入加法器，与实际功率求和，获得修正补偿后的功率信号。

8.根据权利要求7所述的火电机组自动发电控制系统的分级前馈补偿方法，其特征在于，S1所述判断机组是否投入自动发电控制模式的具体方法为：

将自动发电控制指令作为功率输出选择器的开关量，如果开关量为0则输出实际功率信号，如果开关量为1则输出修正补偿后的功率信号。