CN111005774B - 一种火电机组一次调频的控制方法和装置 - Google Patents

一种火电机组一次调频的控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种火电机组一次调频的控制方法和装置。该火电机组一次调频的控制方法包括：判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。本发明实施例实现了保证一次调频的调节质量。

Description

一种火电机组一次调频的控制方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及电网技术，尤其涉及一种火电机组一次调频的控制方法和装置。
背景技术
维持电力系统频率在额定值，是靠控制系统内所有发电机组输入的功率总和等于系统内所有用电设备在额定频率时所消耗的有功功率总和实现的，其中包括机组和电网损耗。电力系统频率反映了有功功率的供需平衡状况，这种平衡一旦遭到破坏，电力系统的频率就会偏离额定值。尤其在发生大容量机组跳闸，或电网间联络线跳闸故障时，电网发用电平衡瞬间被打破，电网频率会发生较大的波动，分布于电网各节点的发电机组一次调频功能，则是快速维护电力系统发用电平衡，防止故障恶化的关键。
一次调频作为电厂提供的基本辅助服务，当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的増加(频率下降时)或减少(频率升高时)，以限制电网频率的变化。机组一次调频功能对电网频率稳定发挥着至关重要的作用，是电力系统有功频率控制的重要环节。尽管每个区域电网对于一次调频的考核要求不尽相同，但其核心指标为一次调频贡献率，其定义为一次调频实际贡献量和一次调频理论贡献量的比值，以百分比方式表示，一般要求贡献率大于50％为合格。按照一次调频相关技术条件规定，采用电液调速系统的汽轮机组，一次调频功能应由DEH(Digital Electric Hydraulic ControlSystem，汽轮机数字电液控制系统)实现，应采取将频差信号叠加在汽轮机调速汽门指令的设计方法，以保证一次调频的响应速度；采用分散控制系统、具有机组协调控制和AGC(Automatic Generation Control，自动发电量控制)控制功能的机组，应在DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)中投入频率校正回路，即当机组工作在机组协调或AGC方式时，由DEH、DCS共同完成一次调频功能，以保证机组一次调频的响应速度和持续性，即一次调频的控制采用典型的PID闭环加前馈的结构方式，其中叠加到调速汽门指令的一次调频指令称之为一次调频前馈阀位因子，叠加到机主控功率回路的一次调频指令称之为一次调频修正负荷因子。
然而火电机组在平时的运行过程中存在多种运行方式，其中包括机跟随方式，在机跟随方式下，协调机主控指令以主汽压为控制对象，修正负荷因子无法作用于协调侧主汽压PID控制回路，导致一次调频只能依靠前馈阀位因子予以响应，但协调侧主汽压PID控制回路和一次调频动作是反向的，即一次调频动作增负荷时，前馈阀位因子调节引起汽轮机调门开大，主汽压降低，协调侧主汽压PID控制回路检测到主汽压降低后就会在闭环作用下自动减少协调机主控指令，关小汽轮机调门以维持主汽压不变，反之同理，形成事实上的一次调频反向拉回调节，对于一次调频的正常调节造成不利影响。
发明内容
本发明实施例提供一种火电机组一次调频的控制方法和装置，以实现保证一次调频的调节质量。
为达此目的，本发明实施例提供了一种火电机组一次调频的控制方法，该方法包括：
判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；
若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；
若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
进一步的，所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零之后包括：
将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正；
将修正后的所述前馈阀位因子叠加到所述火电机组的调速气门指令以使所述火电机组进行一次调频时增强所述前馈阀位因子的控制效果。
进一步的，所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零之后包括：
判断所述火电机组是否退出机跟随运行方式或所述火电机组是否停止一次调频；
若是，停止补偿所述协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差。
进一步的，所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零包括：
基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号；
根据所述最佳的控制偏差补偿信号将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零。
进一步的，所述基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号包括：
预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1；
将调频功率因子作为所述第一模型的输入，控制偏差补偿信号作为所述第一模型的输出，基于第一模型K1/(1+T1×s)得到最佳的控制偏差补偿信号,其中s为拉普拉斯算子。
进一步的，所述预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1包括：
控制所述火电机组进入机跟随运行方式；
将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；
查看所述火电机组在所述预设时间内的一次调频响应曲线并判断所述一次调频响应曲线是否符合要求；
若否，对所述第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1调整直至符合要求以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。
进一步的，所述将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正包括：
基于预设的第二模型得到最佳的阀位因子修正系数；
将述最佳的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正。
进一步的，所述基于预设的第二模型得到最佳的阀位因子修正系数包括：
预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2；
将调频功率因子作为所述第二模型的输入，阀位因子修正系数作为所述第二模型的输出，基于第二模型K2/(1+T2×s)得到最佳的阀位因子修正系数,其中s为拉普拉斯算子。
进一步的，所述预预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2包括：
控制所述火电机组进入机跟随运行方式；
将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；
计算所述火电机组的一次调频贡献率并判断所述一次调频贡献率是否符合要求；
若否，对所述第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2调整直至符合要求以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。
一方面，本发明实施例还提供了一种火电机组一次调频的控制装置，该装置包括：
第一判断模块，用于判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；
第二判断模块，用于若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；
偏差补偿模块，用于若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本发明实施例通过判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节，解决了在机跟随方式下协调侧主汽压PID控制回路对于一次调频的正常调节造成不利影响的问题，实现了保证一次调频的调节质量的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的火电机组一次调频的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的火电机组一次调频的控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的火电机组一次调频的控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例四提供的火电机组一次调频的控制方法的流程示意图；
图5是本发明实施例五提供的火电机组一次调频的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一模块称为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
如图1所示，本发明实施例一提供了一种火电机组一次调频的控制方法，该方法包括：
S110、判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围。
本实施例中，火电机组进行一次调频的触发条件为火电机组的汽轮机转速偏离第一预设值超过第一预设范围或者是火电机组提供的电网频率偏离第二预设值超过第二预设范围，可选的，第一预设值为3000rpm，第一预设范围为2rpm，第二预设值为50Hz，第二预设范围为0.033Hz，首先需要判断当前火电机组是否需要进行一次调频。
S120、若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式。
本实施例中，当火电机组的汽轮机转速偏离在3000±2rpm这个范围之外，或者当火电机组提供的电网频率在50±0.033Hz这个范围之外时，可以确定火电机组会进行一次调频，一次调频的控制采用典型的PID闭环加前馈的结构方式，其中叠加到调速汽门指令的一次调频指令称之为一次调频前馈阀位因子，叠加到机主控功率回路的一次调频指令称之为一次调频修正负荷因子。在确定火电机组会进行一次调频后，此时还需要判断火电机组是否处于机跟随运行方式，机跟随运行方式为火电机组的锅炉调节在前，汽轮机调节在后，在该运行方式下，协调机主控指令以主汽压为控制对象，修正负荷因子无法作用于协调侧主汽压PID控制回路，导致一次调频只能依靠前馈阀位因子予以响应，但协调侧主汽压PID控制回路和一次调频动作是反向的，即一次调频动作增负荷时，前馈阀位因子调节引起汽轮机调门开大，主汽压降低，协调侧主汽压PID控制回路检测到主汽压降低后就会在闭环作用下自动减少协调机主控指令，关小汽轮机调门以维持主汽压不变，反之同理，形成事实上的一次调频反向拉回调节，对于一次调频的正常调节造成不利影响，因此需要判断火电机组是否处于机跟随运行方式。
S130、若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本实施例中，若火电机组处于机跟随运行方式，为了避免协调侧主汽压PID控制回路形成一次调频反向拉回调节，对于一次调频的正常调节造成不利影响，需要将火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零，以使电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本发明实施例通过判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节，解决了在机跟随方式下协调侧主汽压PID控制回路对于一次调频的正常调节造成不利影响的问题，实现了保证一次调频的调节质量的效果。
实施例二
如图2所示，本发明实施例二提供了一种火电机组一次调频的控制方法，本发明实施例二是在本发明实施例一的基础上进一步的说明解释，该方法包括：
S210、判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围。
S220、若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式。
S230、若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本发明实施例二中的步骤S210-步骤S230的实现方法和本发明实施例一的步骤S110-S130相同。
S240、将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正。
S250、将修正后的所述前馈阀位因子叠加到所述火电机组的调速气门指令以使所述火电机组进行一次调频时增强所述前馈阀位因子的控制效果。
本实施例中，由于在机跟随方式下，原有的一次调频控制采用的典型的PID闭环加前馈的结构方式无法完全发挥作用，尽管前馈阀位因子的贡献可达80％以上，闭环负荷因子贡献一般为10％-20％，但为了保证原有调节质量，需要在机跟随方式下增强一次调频前馈阀位因子的作用，即需要将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正。其中，原前馈阀位因子增加乘积关系的阀位因子修正系数就得到修正后的前馈阀位因子。作为优选的，阀位因子修正系数包括正向阀位因子修正系数和负向阀位因子修正系数，正向阀位因子修正系数对一次调频的正向进行调整，负向阀位因子修正系数对一次调频的负向进行调整。将阀位因子修正系数添加至前馈阀位因子中后，就可以将修正后的所述前馈阀位因子叠加到所述火电机组的调速气门指令以使所述火电机组进行一次调频时增强所述前馈阀位因子的控制效果。
S260、判断所述火电机组是否退出机跟随运行方式或所述火电机组是否停止一次调频。
S270、若是，停止补偿所述协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差。
本实施例中，为了保证火电机组不处于机跟随方式或不进行一次调频时的正常发电，判断火电机组退出机跟随运行方式或火电机组停止一次调频后停止补偿所述协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差，恢复原控制方式，此时阀位因子修正系数为1。
此外，由于一次调频的动作发生具有极强的随机性，短时间、较高频次的协调侧机主控主汽压PID回路的控制偏差被补偿而对主汽压不予调节，本质上不会对火电机组的正常运行造成影响，同时一次调频作用正负向动作相对均衡，即使协调侧机主控主汽压PID回路不予调节也可以保证主汽压不会偏离正常运行值过多，实现火电机组正常运行下对一次调频的优化。
实施例三
如图3所示，本发明实施例三提供了一种火电机组一次调频的控制方法，本发明实施例三是在本发明实施例二的基础上进一步的说明解释，本发明实施例二中的步骤S230的具体实现方法包括：
S231、控制所述火电机组进入机跟随运行方式。
S232、将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本实施例中，若需要将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零，就需要预先进行试验以得到最佳的控制偏差补偿信号。作为优选的，首先可以设计出逻辑SAMA图，以检查是否存在逻辑缺陷和错误。针对火电机组运行在机跟随运行方式下，且一次调频动作。然后对逻辑SAMA图完成逻辑修改，组态逻辑修改前后均应对DCS及DEH系统中涉及的逻辑组态进行备份，以备意外情况时及时恢复。修改逻辑时，一人操作，一人监护。作为优选的，需要有专门的工作人员做好监护和记录。修改完一项后，即时检查无误后再进行下一项修改。修改逻辑参照逻辑修改SAMA图进行，对原有逻辑的嵌入部分必须进行检查，防止逻辑接入点错误，同时注意逻辑的反向跟踪是否正确。逻辑修改完成后，通过仿真方法，进行静态试验，保证修改后的逻辑和参数正确。
逻辑SAMA图完成后，就可以开始进行试验，控制火电机组进入机跟随运行方式，并将火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
S233、控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间。
S234、查看所述火电机组在所述预设时间内的一次调频响应曲线并判断所述一次调频响应曲线是否符合要求。
S235、将当前的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1作为最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。
S236、对所述第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1调整直至符合要求以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。
S237、将调频功率因子作为所述第一模型的输入，控制偏差补偿信号作为所述第一模型的输出，基于第一模型K1/(1+T1×s)得到最佳的控制偏差补偿信号,其中s为拉普拉斯算子。
本实施例中，在试验过程中，在前面的准备条件做好后，就可以控制火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间，示例性的，在高、中、低3个负荷工况点下，分别强制不同幅度、不同方向的频差或转速差，并于1分钟后恢复，然后查看1分钟内火电机组的一次调频响应曲线，判断一次调频响应曲线是否符合要求，即是否符合预先设计的理想曲线，是否能将火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零。如果符合，则执行步骤S235，将当前的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1作为最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1，如果不符合，则执行步骤S236，调整主汽压±0.5％，然后对所述第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1调整，然后重新进行试验，直至得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1后，就可以将最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1代入第一模型K1/(1+T1×s)，得到最佳的控制偏差补偿信号，其中第一模型以调频功率因子作为输入，控制偏差补偿信号作为输出。第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1对控制偏差补偿信号绝对值的影响为第一静态增益K1越大，控制偏差补偿信号绝对值的稳态幅值趋于升高，第一静态增益K1越小，控制偏差补偿信号的稳态幅值趋于降低；第一惯性时间常数T1越大，控制偏差补偿信号上升时间越长，第一惯性时间常数T1越小，控制偏差补偿信号上升时间缩短，上升变快。
作为优选的，控制偏差补偿信号包括正向控制偏差补偿信号和负向控制偏差补偿信号，正向控制偏差补偿信号对一次调频的正向进行调整，负向控制偏差补偿信号对一次调频的负向进行调整。该试验可以进行预设次数然后取最佳值。
S238、根据所述最佳的控制偏差补偿信号将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零。
本实施例中，经过火电机组预先的试验得到最佳的控制偏差补偿信号，就可以在火电机组实际工作时，处于机跟随运行模式且一次调频时根据最佳的控制偏差补偿信号将火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零，以使协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
进一步的，火电机组实际工作和试验时的运行环境也可能出现偏差，为了达到最大的效果，可选的，记录火电机组实际工作一个月的一次调频响应曲线，然后根据实际情况继续对第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1进行调整。
实施例四
如图4所示，本发明实施例四提供了一种火电机组一次调频的控制方法，本发明实施例四是在本发明实施例二的基础上进一步的说明解释，本发明实施例二中的步骤S240的具体实现方法包括：
S241、控制所述火电机组进入机跟随运行方式。
S242、将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
本实施例中，与本发明实施例三类似，若需要对前馈阀位因子进行修正，就需要预先进行试验以得到最佳的阀位因子修正系数。作为优选的，首先可以设计出逻辑SAMA图，以检查是否存在逻辑缺陷和错误。针对火电机组运行在机跟随运行方式下，且一次调频动作。然后对逻辑SAMA图完成逻辑修改，组态逻辑修改前后均应对DCS及DEH系统中涉及的逻辑组态进行备份，以备意外情况时及时恢复。修改逻辑时，一人操作，一人监护。作为优选的，需要有专门的工作人员做好监护和记录。修改完一项后，即时检查无误后再进行下一项修改。修改逻辑参照逻辑修改SAMA图进行，对原有逻辑的嵌入部分必须进行检查，防止逻辑接入点错误，同时注意逻辑的反向跟踪是否正确。逻辑修改完成后，通过仿真方法，进行静态试验，保证修改后的逻辑和参数正确。
逻辑SAMA图完成后，就可以开始进行试验，控制火电机组进入机跟随运行方式，并将火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
S243、控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间。
S244、计算所述火电机组的一次调频贡献率并判断所述一次调频贡献率是否符合要求。
S245、将当前的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2作为最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。
S246、对所述第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2调整直至符合要求以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。
S247、将调频功率因子作为所述第二模型的输入，阀位因子修正系数作为所述第二模型的输出，基于第二模型K2/(1+T2×s)得到最佳的阀位因子修正系数,其中s为拉普拉斯算子。
本实施例中，在试验过程中，在前面的准备条件做好后，就可以控制火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间，示例性的，在高、中、低3个负荷工况点下，分别强制不同幅度、不同方向的频差或转速差，并于1分钟后恢复，然后计算1分钟内火电机组的一次调频贡献率，一次调频贡献率
Figure BDA0002339505220000161
其中Hi为一次调频实际贡献量，He为一次调频理论贡献量的比值，一般一次调频贡献率大于50％为合格，因此判断一次调频贡献率是否符合要求，即是否合格。如果符合，则执行步骤S245，将当前的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2作为最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2，如果不符合，则执行步骤S246，对所述第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2调整，然后重新进行试验，直至得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2后，就可以将最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2代入第二模型K2/(1+T2×s)，得到最佳的阀位因子修正系数，其中第二模型以调频功率作为输入，阀位因子修正系数作为输出。第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2对一次调频贡献率的影响为第二静态增益K2越大，一次调频贡献率趋于提高，第二静态增益K2越小，一次调频贡献率趋于下降；第二惯性时间常数T2越大，一次调频贡献率趋于降低，第二惯性时间常数T2越小，一次调频贡献率趋于升高。
作为优选的，该试验可以进行预设次数然后取最佳值。
S248、将述最佳的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正。
本实施例中，经过火电机组预先的试验得到最佳的阀位因子修正系数，就可以在火电机组实际工作时，处于机跟随运行模式且一次调频时将最佳的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正，以增强前馈阀位因子的控制效果。
进一步的，火电机组实际工作和试验时的运行环境也可能出现偏差，为了达到最大的效果，可选的，记录火电机组实际工作一个月的一次调频贡献率，然后根据实际情况继续对第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2进行调整。
实施例五
如图5所示，本发明实施例五提供了一种火电机组一次调频的控制装置100，本发明实施例三所提供的一种火电机组一次调频的控制装置100可执行本发明任意实施例所提供的一种火电机组一次调频的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该火电机组一次调频的控制装置100包括第一判断模块200、第二判断模块300和偏差补偿模块400。
具体的，第一判断模块200用于判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；第二判断模块300用于若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；偏差补偿模块400用于若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节。
进一步的，该火电机组一次调频的控制装置100还包括系数修正模块500和补偿停止模块600。
具体的，系数修正模块500用于将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正；将修正后的所述前馈阀位因子叠加到所述火电机组的调速气门指令以使所述火电机组进行一次调频时增强所述前馈阀位因子的控制效果。补偿停止模块600用于判断所述火电机组是否退出机跟随运行方式或所述火电机组是否停止一次调频；若是，停止补偿所述协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差。
本实施例中，偏差补偿模块400具体用于基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号；根据所述最佳的控制偏差补偿信号将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零。偏差补偿模块400具体还用于预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1；将调频功率因子作为所述第一模型的输入，控制偏差补偿信号作为所述第一模型的输出，基于第一模型K1/(1+T1×s)得到最佳的控制偏差补偿信号,其中s为拉普拉斯算子。偏差补偿模块400具体还用于控制所述火电机组进入机跟随运行方式；将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；查看所述火电机组在所述预设时间内的一次调频响应曲线并判断所述一次调频响应曲线是否符合要求；若否，对所述第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1调整直至符合要求以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。
本实施例中，系数修正模块500具体用于基于预设的第二模型得到最佳的阀位因子修正系数；将述最佳的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正。系数修正模块500具体还用于预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2；将调频功率因子作为所述第一模型的输入，阀位因子修正系数作为所述第二模型的输出，基于第二模型K2/(1+T2×s)得到最佳的阀位因子修正系数,其中s为拉普拉斯算子。系数修正模块500具体还用于控制所述火电机组进入机跟随运行方式；将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；计算所述火电机组的一次调频贡献率并判断所述一次调频贡献率是否符合要求；若否，对所述第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2调整直至符合要求以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种火电机组一次调频的控制方法，其特征在于，包括：
判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；
若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；
若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零包括：
基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号；
根据所述最佳的控制偏差补偿信号将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零；
所述基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号包括：
预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1；
将调频功率因子作为所述第一模型的输入，控制偏差补偿信号作为所述第一模型的输出，基于第一模型K1/(1+T1×s)得到最佳的控制偏差补偿信号,其中s为拉普拉斯算子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零之后包括：
将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正；
将修正后的所述前馈阀位因子叠加到所述火电机组的调速气门指令以使所述火电机组进行一次调频时增强所述前馈阀位因子的控制效果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零之后包括：
判断所述火电机组是否退出机跟随运行方式或所述火电机组是否停止一次调频；
若是，停止补偿所述协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1包括：
控制所述火电机组进入机跟随运行方式；
将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；
查看所述火电机组在所述预设时间内的一次调频响应曲线并判断所述一次调频响应曲线是否符合要求；
若否，对所述第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1调整直至符合要求以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将预先计算得到的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正包括：
基于预设的第二模型得到最佳的阀位因子修正系数；
将述最佳的阀位因子修正系数添加至所述火电机组的前馈阀位因子中以对所述前馈阀位因子进行修正；
所述基于预设的第二模型得到最佳的阀位因子修正系数包括：
预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2；
将调频功率因子作为所述第二模型的输入，阀位因子修正系数作为所述第二模型的输出，基于第二模型K2/(1+T2×s)得到最佳的阀位因子修正系数,其中s为拉普拉斯算子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2包括：
控制所述火电机组进入机跟随运行方式；
将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
控制所述火电机组的汽轮机转速和/或电网频率至负荷工况点预设时间；
计算所述火电机组的一次调频贡献率并判断所述一次调频贡献率是否符合要求；
若否，对所述第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2调整直至符合要求以得到最佳的第二静态增益K2和第二惯性时间常数T2。
7.一种火电机组一次调频的控制装置，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于判断火电机组的汽轮机转速是否偏离第一预设值超过第一预设范围或所述火电机组提供的电网频率是否偏离第二预设值超过第二预设范围；
第二判断模块，用于若所述汽轮机转速偏离所述第一预设值超过所述第一预设范围或所述电网频率偏离所述第二预设值超过所述第二预设范围，判断所述火电机组是否处于机跟随运行方式；
偏差补偿模块，用于若所述火电机组处于机跟随运行方式，将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差补偿至接近零以使所述火电机组进行一次调频时所述协调侧机主控主汽压PID回路对所述火电机组的主汽压无调节；
所述偏差补偿模块用于基于预设的第一模型得到最佳的控制偏差补偿信号；根据所述最佳的控制偏差补偿信号将所述火电机组的协调侧机主控主汽压PID回路输入的控制偏差进行补偿至接近零； 所述偏差补偿模块具体还用于预先对所述火电机组进行一次调频试验以得到最佳的第一静态增益K1和第一惯性时间常数T1；将调频功率因子作为所述第一模型的输入，控制偏差补偿信号作为所述第一模型的输出，基于第一模型K1/(1+T1×s)得到最佳的控制偏差补偿信号,其中s为拉普拉斯算子。
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