CN111472852A - 一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法。包括电网频率信号、高低值选择器、高低值选择器、减法器、定值模块一、死区处理模块、频差补偿函数，此方法可以在小网频的波动下可以大大提高一次调频的性能。对于一次调频的功能设计要以一次调频的功能的控制策略与逻辑为基础，总结起来，一次调频控制策略现已完善，针对不同的控制策略都有需要改进的地方，通过改进才能更好地发挥一次调频作用，使系统运行在正常状态下，同时对机组的滑压曲线及锅炉主控前馈、燃料主控前馈、给水主控前馈给定值进行重新优化，提高机组负荷适应性的同时兼顾锅炉运行稳定性。

Description

一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法
技术领域
本发明涉及调频优化技术领域，尤其涉及一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法。
背景技术
随着科学技术的发展，社会对电能质量的要求越来越高，这就要求并网发电机组不仅具备快速适应外界负荷变化的能力，还必须具备快速调整电网频率的能力。汽轮发电机组调速系统根据电网频率的变化自动改变调速汽门的开度调节汽轮发电机组的功率以适应电网频率波动的能力，即为一次调频。在实际电力系统中，基本上所有的机组都参与一次调频，因为机组都装有自动调速系统。尽管发电机组的自动调速系统在负荷变化的时候能在一定程度上调节发电机的功率，但由于调速系统并不是无差调节，其调差系数也不为零。所以当负荷发生很大变化时，频率偏差单靠发电机组的自动调速系统不可避免地会产生较大的值，这种偏差也许会超出允许范围。由于不同的电调生产厂家在设计理念、实现方法上存在一些差异，造成汽轮发电机组一次调频功能存在较多问题，甚至一些发电机组一次调频功能长期不能正常投入，导致电网频率经常发生波动，使得电网运行存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，能够保证负荷和主蒸汽压力的稳定，提高机组负荷适应性的同时兼顾锅炉运行稳定性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，包括以下优化方法；
S1：首先发电机组的额定转速值与机组的实际转速测量值经过偏差计算，产生的转速偏差调度指令经过网络通信转换为网频率信号；
S2：再将电网频率信号输入到高低值选择器；
S3：在高低值选择器中，当网频信号高于高值或者低于低值时，高低值选择器的逻辑输出为“1”，否则逻辑输出为“0”，输出延时输出器或减法器中；
S4：然后延时输出器可输入进选择输出器；
S5：同时减法器连接有定值模块一，减法器可以输出至死区处理模块，死区定值为电网的允许值，经过死区处理的频差输出到频差补偿函数中，进而频差补偿函数可以输入进选择输出器；
S6：在选择输出器中，当选择开关为“1”时，选择输出“输入1”；当选择开关为“0”时，选择输出“输入2”，最后将选择输出器的输出与原一次调频输入指令的输出指令相加可以直接送至汽轮机调速器的执行回路，形成了新补偿的一次调频动作指令。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述高低值选择器高低值分别为50.033Hz和49.967Hz。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述选择输出器上设置有定值模块二。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述选择输出器和汽轮机调速器之间设置有加法器和综合阀位指令，所述加法器设置在选择输出器的输出端。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述延时输出器的延时定值根据电网动态特性设置。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述定值模块一的额定网频值为50Hz，减法器对电网频率与额定网频进行减法运算，将差值输入死区处理模块中。
优选地，上述一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法中，所述频差补偿函数的公式表示为
Figure RE-GDA0002382301790000031
本发明的有益效果是：
1、本发明优化方法设计合理，可以有效克服调速系统的动作死区，经过试验整定一次调频增量指令，从而达到一次调频与动作的目的，解决了对于小扰动下的机组一次调频响应。此方法可以在小网频的波动下可以大大提高一次调频的性能。对于一次调频的功能设计要以一次调频的功能的控制策略与逻辑为基础，总结起来，一次调频控制策略现已完善，针对不同的控制策略都有需要改进的地方，通过改进才能更好地发挥一次调频作用，使系统运行在正常状态下。
2、同时对机组的滑压曲线及锅炉主控前馈、燃料主控前馈、给水主控前馈给定值进行重新优化，将锅炉主控负荷指令时的稳态运行工况与变负荷动态前馈相结合，负荷动态前馈主要由给煤前馈控制回路、给水前馈控制回路以及升降负荷时的变负荷前馈逻辑回路，通过不同的变负荷速率、变化幅度和负荷段形成一定比例关系的给煤量、给水量和送风量的修正量，分别输入到各自的子控制系统当中，在机组负荷变化过程中，直接通过前馈量的配比改变水煤比、风煤比，实现燃料量、给水流量、总风量的协调控制，以保证负荷和主蒸汽压力的稳定，提高机组负荷适应性的同时兼顾锅炉运行稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明调频逻辑优化方法的结构示意图。
图2为本发明整体的结构示意图。
图3为本发明频率二次调整原理图。
图4为本发明中公式的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、电网频率信号；2、高低值选择器；3、高低值选择器；4、减法器；5、定值模块一；6、死区处理模块；7、频差补偿函数；8、定值模块二；9、选择输出器；10、加法器；11、原一次调频输出指令； 12、综合阀位指令。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4所示，本实施例为一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，包括以下优化方法；
S1：首先发电机组的额定转速值与机组的实际转速测量值经过偏差计算，产生的转速偏差调度指令经过网络通信转换为网频率信号1；
S2：再将电网频率信号1输入到高低值选择器2，高低值选择器2 高低值分别为50.033Hz和49.967Hz；
S3：在高低值选择器2中，当网频信号1高于高值或者低于低值时，高低值选择器2的逻辑输出为“1”，否则逻辑输出为“0”，输出延时输出器3或减法器4中；
S4：然后延时输出器3可输入进选择输出器9，选择输出器9上设置有定值模块二8，延时输出器3的延时定值根据电网动态特性设置，定值模块一5的额定网频值为50Hz，减法器4对电网频率与额定网频进行减法运算，将差值输入死区处理模块6中；
S5：同时减法器4连接有定值模块一5，减法器4可以输出至死区处理模块6，死区定值为电网的允许值，经过死区处理的频差输出到频差补偿函数7中，进而频差补偿函数7可以输入进选择输出器9；
S6：在选择输出器9中，当选择开关为“1”时，选择输出“输入1”；当选择开关为“0”时，选择输出“输入2”，最后将选择输出器9 的输出与原一次调频输入指令11的输出指令相加可以直接送至汽轮机调速器的执行回路，形成了新补偿的一次调频动作指令，选择输出器9 和汽轮机调速器之间设置有加法器10和综合阀位指令12，加法器10 设置在选择输出器9的输出端，。
参考图3可以发现，只进行一次调整时，负荷原始增量ΔPL0，可以分解为-KGΔf和KLΔf'，前者是图中B'O',表示因调速器的调节效应而增大发电及机组功率，后者是图中的B'A，表示的是因负荷本身的调节效应而减少的负荷功率。这样证明力不仅进行一次调整而且还是进行二次调整时，负荷增量ΔPL0可分成三部分，即发电机组在二次调频时增发的功率、由于调速器的调整作用而增大的发电机组功率和由于负荷本身的调节效应而减少的负荷，因此由式
Figure RE-GDA0002382301790000051
可得到，频差补偿函数7的公式则表示为
Figure RE-GDA0002382301790000052
发电机组增加了负荷功率原始增量ΔPL0，有Δf＝0，此时实现了所谓的频率无差调节，如图3中最右边的虚线所示；有二次调整时，除了增加一项因操作调频器而增发的功ΔPG0之外，和仅有一次调频参与时并没什么不同，正因为发电机组发出了这不分功率，系统频率的下降才有所减少，在进行系统的二次调频时，可以发现负荷的增减基本上由调频机组来实现或是由调频厂承担，当出现调频厂不在负荷中心时，会在调整频率的同时出现控制联络线上功率流通的问题，即发生在控制系统控制频率的同时。
本发明优化方法设计合理，可以有效克服调速系统的动作死区，经过试验整定一次调频增量指令，从而达到一次调频与动作的目的，解决了对于小扰动下的机组一次调频响应。此方法可以在小网频的波动下可以大大提高一次调频的性能。对于一次调频的功能设计要以一次调频的功能的控制策略与逻辑为基础，通常分为DEH侧一次调频功能和CCS侧一次调频功能。开发的基于网频预测的一次调频技术可使机组的一次调频响应正确率达到100％，一次调频性能指标中的转速不等率、响应时间、稳定时间、15s响应幅值均大大优于设计值。对于“机跟炉”为基础的协调控制系统还存在许多缺陷，还需要进一步改进，改进方法主要就是通过对原系统进行改进；对于“炉跟机”为基础的协调控制系统同样也存在改进问题，因为调节汽门变化方向与功率指令相反的现象是控制系统中存在的本质问题。总结起来，一次调频控制策略现已完善，针对不同的控制策略都有需要改进的地方，通过改进才能更好地发挥一次调频作用，使系统运行在正常状态下。当采用中间点温度控制策略时，中间点温度设定值由汽水分离器出口压力生成，同时通过增加低过温差控制器对中间点温度设定值进行修正，从而在机组燃水比失调时能够对给水流量指令进行实时校正，在控制中间点温度的同时兼顾过热气温的变化，同时拟采用中间点焓值的控制方式，由于微过热蒸汽焓值较之于温度在灵敏度和线性度方面具有明显的优势，在微饱和区域尤其是亚临界压力下，使得焓-压力-温度间关系的非线性度更强，因此选用中间点焓值的控制方式，理论上更能保证燃水比的调节精度和控制质量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：包括以下优化方法；
S1：首先发电机组的额定转速值与机组的实际转速测量值经过偏差计算，产生的转速偏差调度指令经过网络通信转换为网频率信号(1)；
S2：再将电网频率信号(1)输入到高低值选择器(2)；
S3：在高低值选择器(2)中，当网频信号(1)高于高值或者低于低值时，高低值选择器(2)的逻辑输出为“1”，否则逻辑输出为“0”，输出延时输出器(3)或减法器(4)中；
S4：然后延时输出器(3)可输入进选择输出器(9)；
S5：同时减法器(4)连接有定值模块一(5)，减法器(4)可以输出至死区处理模块(6)，死区定值为电网的允许值，经过死区处理的频差输出到频差补偿函数(7)中，进而频差补偿函数(7)可以输入进选择输出器(9)；
S6：在选择输出器(9)中，当选择开关为“1”时，选择输出“输入1”；当选择开关为“0”时，选择输出“输入2”，最后将选择输出器(9)的输出与原一次调频输入指令(11)的输出指令相加可以直接送至汽轮机调速器的执行回路，形成了新补偿的一次调频动作指令。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述高低值选择器(2)高低值分别为50.033Hz和49.967Hz。
3.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述选择输出器(9)上设置有定值模块二(8)。
4.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述选择输出器(9)和汽轮机调速器之间设置有加法器(10)和综合阀位指令(12)，所述加法器(10)设置在选择输出器(9)的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述延时输出器(3)的延时定值根据电网动态特性设置。
6.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述定值模块一(5)的额定网频值为50Hz，减法器(4)对电网频率与额定网频进行减法运算，将差值输入死区处理模块(6)中。
7.根据权利要求1所述的一种发电机组基于中间点焓值调频逻辑优化方法，其特征在于：所述频差补偿函数(7)的公式表示为
Figure FDA0002193583310000021
Figure FDA0002193583310000022
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