CN111082432A - 一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，该方法包括：根据机组负荷、发电机电流、发电机电压和负荷控制指令的变化情况判断是否发生电网大频差事故工况，当检测到电网发生大频差工况时，实施机组一次调频正确控制。与现有技术相比，本发明具有提高大频差工况下机组调频响应能力，有助于电网安全稳定运行等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热工自动控制及保护技术，尤其是涉及一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法。
背景技术
电网频率是反映电力系统发电与用电负荷之间平衡关系的重要指标，是保证电力系统安全稳定的重要参数。当电网出现直流系统故障等电网事故时，将对电网造成极大冲击，容易导致电网频率次生事故，电网频率出现较大频差，影响电网的完全稳定运行。电网大频差事故工况下，电网频率快速波动超过0.1Hz，但在频率变化前机组发电机功率会先出现反向波动，即机组发电机功率脉动上升。
现有技术中，一次调频控制回路检测到电网频率超限才会触发调频动作，并采取负荷控制前馈和CCS负荷闭环控制的协同控制方式，在电网发生大频差事故工况时，发电机功率的正向脉动，容易造成机组负荷控制反方向动作，影响机组大频差调频响应性能，影响电网安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，该方法包括：根据机组负荷、发电机电流、发电机电压和负荷控制指令的变化情况判断是否发生电网大频差事故工况，当检测到电网发生大频差工况时，实施机组一次调频正确控制，提高大频差工况下机组调频响应能力。
优选地，所述的机组负荷、发电机电流、发电机电压和负荷控制指令的变化情况具体包括：
1)火电机组DCS控制系统实时采集记录机组负荷Ne(k)、发电机电压V(k)、发电机电流I(k)和负荷控制指令n(k)变化数据，k代表当前k时刻；
2)分别计算机组发电机电压变化幅度ΔV、发电机电流变化幅度ΔI、机组负荷变化幅度ΔNe和负荷控制指令的变化速度vn；
ΔV＝V(k)-V(k-1)
ΔI＝I(k)-I(k-1)
ΔNe＝Ne(k)-Ne(k-1)
式中，T为采样周期时间。
优选地，所述的T取3s-5s。
优选地，所述的负荷控制指令n(k)包括：
汽机主控指令，用于控制汽机调门控制负荷；
除氧器主辅调阀开度指令，用于控制凝结水流量，调节加热器抽汽流量，进行负荷控制；
燃料指令，用于控制锅炉负荷。
优选地，所述的判断是否发生电网大频差事故工况具体为：
当下列各条件同时成立，触发大频差发生信号为1；
ΔV＜-0.06kV；
ΔI＞100A；
vn＜1；
ΔNe＞2MW。
优选地，所述的当检测到电网发生大频差工况时，实施机组一次调频正确控制具体为：
若大频差发生信号为1且机组处于协调控制方式，则5s内闭锁负荷控制指令反向变化，同时增加负荷控制正向前馈作用。
优选地，所述的闭锁负荷控制指令反向变化包括：汽机调门控制负荷为汽机调门关反向，凝结水负荷控制为除氧器主副调阀开方向，锅炉负荷控制为燃料减方向。
与现有技术相比，本发明能够避免大频差发生时机组负荷反向调节，同时提前实现调频动作，提高了大频差工况下机组调频响应能力，实现机组大频差正确控制，有助于电网安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，具体包括以下步骤：
101)火电机组DCS控制系统实时采集记录机组负荷Ne(k)、发电机电压V(k)、发电机电流I(k)和负荷控制指令n(k)变化数据(汽机调门控制负荷则为汽机主控指令、凝结水负荷控制着为除氧器主辅调阀开度指令，锅炉负荷控制为燃料指令)，k代表当前k时刻；
102)分别计算机组发电机电流变化幅度ΔV、发电机电压变化幅度ΔI、机组负荷变化幅度ΔNe和负荷控制指令的变化速度vn；
ΔV＝V(k)-V(k-1)
ΔI＝I(k)-I(k-1)
ΔNe＝Ne(k)-Ne(k-1)
式中，T为采样周期时间，一般取3s-5s。
103)当下列各条件同时成立，触发大频差发生信号为1；
ΔV＜-0.06kV
ΔI＞100A
vn＜1
ΔNe＞2MW
104)若大频差发生信号为1且机组处于协调控制方式，则5s内闭锁负荷控制指令反向变化(汽机调门控制负荷为汽机调门关反向，凝结水负荷控制为除氧器主副调阀开方向，锅炉负荷控制为燃料减方向)，同时增加负荷控制正向前馈作用。
105)重复进行101)-104)步骤，实现大频差工况在线检测。
具体实施例如下：
某630MW汽机调门负荷控制机组电网大频差事故工况预测及其控制实施：
1)取采样周期T＝3s，机组DCS控制系统实时采集记录机组负荷Ne(k)、发电机电压V(k)、发电机电流I(k)和汽机主控指令n(k)变化数据。上一时刻机组负荷为487.6MW，发电机电压为20.367kV，发电机电流为14343.6A，汽机主控指令为611.9MW；当前时刻机组负荷为489.7MW，发电机电压为20.296kV，发电机电流为14521A，汽机主控指令为610.8MW。
2)分别计算机组发电机电流变化幅度ΔV、发电机电压变化幅度ΔI、机组负荷变化幅度ΔNe和负荷控制调门的变化速度vn；
ΔV＝V(k)-V(k-1)＝20.296-20.367＝-0.071kV
ΔI＝I(k)-I(k-1)＝14521-14343.6＝177.4A
ΔNe＝Ne(k)-Ne(k-1)＝489.7-487.6＝2.1MW
3)下列各条件同时成立，触发大频差发生信号为1；
ΔV＜-0.06kV
ΔI＞100A
vn＜1MW/s
ΔNe＞2MW
4)大频差发生信号为1且机组处于协调控制方式，则5s内闭锁汽机进汽调门控制指令反向变化，同时增加DEH侧汽机进汽调门开度指令5％的前馈作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，该方法包括：根据机组负荷、发电机电流、发电机电压和负荷控制指令的变化情况判断是否发生电网大频差事故工况，当检测到电网发生大频差工况时，实施机组一次调频正确控制，提高大频差工况下机组调频响应能力。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的机组负荷、发电机电流、发电机电压和负荷控制指令的变化情况具体包括：
1)火电机组DCS控制系统实时采集记录机组负荷Ne(k)、发电机电压V(k)、发电机电流I(k)和负荷控制指令n(k)变化数据，k代表当前k时刻；
2)分别计算机组发电机电压变化幅度ΔV、发电机电流变化幅度ΔI、机组负荷变化幅度ΔNe和负荷控制指令的变化速度vn；
ΔV＝V(k)-V(k-1)
ΔI＝I(k)-I(k-1)
ΔNe＝Ne(k)-Ne(k-1)
式中，T为采样周期时间。
3.根据权利要求2所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的T取3s-5s。
4.根据权利要求2所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的负荷控制指令n(k)包括：
汽机主控指令，用于控制汽机调门控制负荷；
除氧器主辅调阀开度指令，用于控制凝结水流量，调节加热器抽汽流量，进行负荷控制；
燃料指令，用于控制锅炉负荷。
5.根据权利要求2所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的判断是否发生电网大频差事故工况具体为：
当下列各条件同时成立，触发大频差发生信号为1；
ΔV＜-0.06kV；
ΔI＞100A；
vn＜1；
ΔNe＞2MW。
6.根据权利要求5所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的当检测到电网发生大频差工况时，实施机组一次调频正确控制具体为：
若大频差发生信号为1且机组处于协调控制方式，则5s内闭锁负荷控制指令反向变化，同时增加负荷控制正向前馈作用。
7.根据权利要求6所述的一种火电机组电网大频差事故工况预测及控制方法，其特征在于，所述的闭锁负荷控制指令反向变化包括：汽机调门控制负荷为汽机调门关反向，凝结水负荷控制为除氧器主副调阀开方向，锅炉负荷控制为燃料减方向。
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