CN111525608A - 一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置，其中，所述方法包括：基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；若否，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。在本发明实施例中，通过在火电机组中加入快速甩负荷构建速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑，对火电机组稳定控制，保障区域电网的稳定且在电网故障后实现快速恢复供电。

Description

一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置
技术领域
本发明涉及火电机组的调节控制，尤其涉及一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置。
背景技术
随着电改工作的深入，区域电网在一些地方初步形成；由于区域电网网架结构薄弱，电网故障导致发电机组解列时有发生；为了维护这些小电网的安全稳定运行，确保电网故障消除后机组能迅速并网带负荷，一些机组设计了快速甩负荷(Fast Cut Back，FCB)功能；有FCB功能的机组能实现停网不停电(发电机)、停电不停机(汽轮机)、停机不停炉，减少锅炉主燃料跳闸的次数，对电网及电厂均有利；机组FCB过程是一个复杂的动态过渡过程，其涉及蒸汽管道系统、凝给水系统、给水泵汽轮机汽源、机组运行方式、FCB触发逻辑等诸多技术问题；特别是在FCB触发逻辑上，若FCB触发逻辑不当会导致FCB动作不正常，最终导致火电机组控制不稳定(即火电机组转速不能稳定在额定转速)，无法保障区域电网的稳定且无法实现在电网故障之后快速恢复供电。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置，通过在火电机组中加入快速甩负荷构建速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑，对火电机组稳定控制，保障区域电网的稳定且在电网故障后实现快速恢复供电。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法，所述方法包括：
基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
若否，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
可选的，所述快速甩负荷触发逻辑包括锅炉运行状态、火电机组实际负荷、火电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及快速甩负荷信号状态。
可选的，所述快速甩负荷触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号。
可选的，所述锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
可选的，所述转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路。
可选的，所述转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s。
可选的，所述基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：
根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；
在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
可选的，所述基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：
通过所述转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；
通过所述快速甩负荷动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
另外，本发明实施例还提供了一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节装置，所述装置包括：
构建模块：用于基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
监控模块：用于实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
判断模块：用于判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
调节控制模块：用于在判断为否时，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
可选的，所述调节控制模块：还用于根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
在本发实施例中，通过在火电机组中加入快速甩负荷构建速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑，对火电机组稳定控制，保障区域电网的稳定且在电网故障后实现快速恢复供电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，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它的附图。
图1是本发明实施例中的基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的快速甩负荷触发逻辑的结构组成示意图；
图3是本发明实施例中的转速控制回路逻辑的结构组成示意图；
图4是本发明实施例中的基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节装置的结构组成示意图。
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。
实施例
请参阅图1，图1是本发明实施例中的基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法的流程示意图。
如图1所示，一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法，所述方法包括：
S11：基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
在本发明实施例中，所述快速甩负荷触发逻辑包括锅炉运行状态、火电机组实际负荷、火电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及快速甩负荷信号状态。
进一步的，所述快速甩负荷触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号。
进一步的，所述锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
进一步的，所述转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路。
进一步的，所述转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s。
具体的，在火电机组中加入快速甩负荷(FCB)功能，然后通过FCB和火电机组结合建立FCB触发逻辑和快速控制回路逻辑；该FCB触发逻辑包括锅炉运行状态(是否有锅炉MFT信号)、机组实际负荷、发电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及FCB信号状态等；具体的FCB触发逻辑如图2所示，图2是本发明实施例中的快速甩负荷触发逻辑的结构组成示意图；并且FCB触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号；锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
转速控制回路逻辑结构如图3所示，图3是本发明实施例中的转速控制回路逻辑的结构组成示意图。转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s；S表示拉普拉斯算子；在具体的实施中，PID参数可以设置为其他的数值，具体根据火电机组实际情况而定。
在现有的利用FCB实现火电机组的功率调节的案例中，有很多的案例均为失败案例，主要是因为FCB功能触发逻辑不当，目标阀位跟踪方式或转速控制PID参数设置不合理有关，FCB功能触发逻辑不当会导致FCB动作不正常，目标阀位跟踪方式或转速控制PID参数不合理会导致FCB动作后机组转速不能稳定在额定转速，最后造成机组跳闸；在本发明中所构建的FCB触发逻辑和转速控制回路逻辑是结合了火电机组的实际情况构建，即包含了锅炉运行状态(是否有锅炉MFT信号)、机组实际负荷、发电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及FCB信号状态等；能保证FCB功能触发逻辑得当，不存在上述的问题。
S12：实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
在本发明具体实施过程中，在火电机组上设置有相应的数据采集的传感器，用于采集火电机组运行状况数据，即实现实施监控火电机组运行状况数据，具体的，火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况等。
S13：判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
在本发明具体实施过程中，在对应的系统中(即用于判断的系统)设置有相应的火电机组运行状况数据的标准范围，即预设范围，在得到火电机组运行状况数据之后，利用这些数据与对应的预设范围进行比较。若在预设范围内，则返回S12步骤继续监控，否则进入下一步。
S14：若否，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
在本发明具体实施过程中，所述基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
进一步的，所述基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：通过所述转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；通过所述快速甩负荷动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
具体的，根据该火电机组的运行状况数据触发FCB触发逻辑并在FCB触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；具体可以参考图2中的流程，在产生快速甩负荷动作时，根据FCB动作和该转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制；即通过该转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；并且通过FCB动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
在本发实施例中，通过在火电机组中加入快速甩负荷构建速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑，对火电机组稳定控制，保障区域电网的稳定且在电网故障后实现快速恢复供电。
实施例
请参阅图4，图4是本发明实施例中的基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节装置的结构组成示意图。
如图4所示，一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节装置，所述装置包括：
构建模块21：用于基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
在本发明实施例中，所述快速甩负荷触发逻辑包括锅炉运行状态、火电机组实际负荷、火电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及快速甩负荷信号状态。
进一步的，所述快速甩负荷触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号。
进一步的，所述锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
进一步的，所述转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路。
进一步的，所述转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s。
具体的，在火电机组中加入快速甩负荷(FCB)功能，然后通过FCB和火电机组结合建立FCB触发逻辑和快速控制回路逻辑；该FCB触发逻辑包括锅炉运行状态(是否有锅炉MFT信号)、机组实际负荷、发电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及FCB信号状态等；具体的FCB触发逻辑如图2所示，图2是本发明实施例中的快速甩负荷触发逻辑的结构组成示意图；并且FCB触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号；锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
转速控制回路逻辑结构如图3所示，图3是本发明实施例中的转速控制回路逻辑的结构组成示意图。转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s；S表示拉普拉斯算子；在具体的实施中，PID参数可以设置为其他的数值，具体根据火电机组实际情况而定。
在现有的利用FCB实现火电机组的功率调节的案例中，有很多的案例均为失败案例，主要是因为FCB功能触发逻辑不当，目标阀位跟踪方式或转速控制PID参数设置不合理有关，FCB功能触发逻辑不当会导致FCB动作不正常，目标阀位跟踪方式或转速控制PID参数不合理会导致FCB动作后机组转速不能稳定在额定转速，最后造成机组跳闸；在本发明中所构建的FCB触发逻辑和转速控制回路逻辑是结合了火电机组的实际情况构建，即包含了锅炉运行状态(是否有锅炉MFT信号)、机组实际负荷、发电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及FCB信号状态等；能保证FCB功能触发逻辑得当，不存在上述的问题。
监控模块22：用于实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
在本发明具体实施过程中，在火电机组上设置有相应的数据采集的传感器，用于采集火电机组运行状况数据，即实现实施监控火电机组运行状况数据，具体的，火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况等。
判断模块23：用于判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
在本发明具体实施过程中，在对应的系统中(即用于判断的系统)设置有相应的火电机组运行状况数据的标准范围，即预设范围，在得到火电机组运行状况数据之后，利用这些数据与对应的预设范围进行比较。若在预设范围内，则返回监控模块22继续监控，否则进入调节控制模块24。
调节控制模块24：用于在判断为否时，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
在本发明具体实施过程中，所述调节控制模块24：还用于根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
进一步的，所述基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：通过所述转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；通过所述快速甩负荷动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
具体的，根据该火电机组的运行状况数据触发FCB触发逻辑并在FCB触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；具体可以参考图2中的流程，在产生快速甩负荷动作时，根据FCB动作和该转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制；即通过该转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；并且通过FCB动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
在本发实施例中，通过在火电机组中加入快速甩负荷构建速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑，对火电机组稳定控制，保障区域电网的稳定且在电网故障后实现快速恢复供电。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法及装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节方法，其特征在于，所述方法包括：
基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
若否，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
2.根据权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于，所述快速甩负荷触发逻辑包括锅炉运行状态、火电机组实际负荷、火电机组断路器分合闸状态、汽轮机运行状态以及快速甩负荷信号状态。
3.根据权利要求2所述的功率调节方法，其特征在于，所述快速甩负荷触发逻辑信号状态包括：手动投入快速甩负荷信号、手动复位快速甩负荷信号以及快速甩负荷动作信号。
4.根据权利要求2所述的功率调节方法，其特征在于，所述锅炉运行状态为是否存在锅炉MFT信号。
5.根据权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于，所述转速控制回路逻辑用于在快速甩负荷触发逻辑触发后，将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路。
6.根据权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于，所述转速控制回路逻辑中的PID参数可设置为KP＝0.833，KI＝0.045，KD＝0s。
7.根据权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于，所述基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：
根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；
在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
8.根据权利要求7所述的功率调节方法，其特征在于，所述基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制，包括：
通过所述转速控制回路逻辑将目标阀位跟踪由负荷控制回路切换为转速控制回路；
通过所述快速甩负荷动作控制已将负荷控制回路切换为转速控制回路的火电机组的功率进行调节控制。
9.一种基于快速甩负荷实现火电机组的功率调节装置，其特征在于，所述装置包括：
构建模块：用于基于快速甩负荷与火电机组建立快速甩负荷触发逻辑和转速控制回路逻辑；
监控模块：用于实时监控火电机组运行状况数据，所述火电机组运行状况数据包括锅炉运行状态、旁路器控制运行状态、汽轮机运行状态及调速器运行状况；
判断模块：用于判断所述火电机组运行状况数据是否在预设范围内；
调节控制模块：用于在判断为否时，基于所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
10.根据权利要求9所述的功率调节装置，其特征在于，所述调节控制模块：还用于根据所述火电机组的运行状况数据触发所述快速甩负荷触发逻辑并在所述快速甩负荷触发逻辑内进行与非或运算，产生快速甩负荷动作或退出快速甩负荷模式；在产生快速甩负荷动作时，基于所述快速甩负荷动作和所述转速控制回路逻辑对火电机组的功率进行调节控制。
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