CN112152236B - 一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统 - Google Patents

一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，该系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，补偿功率由调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，汽轮机组功率偏差模块计算实际功率与额定功率的差值，功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作。本系统通过调频输出选择器选择合适的模式进行输出，并在调频补偿计算模块中采用优化的算法，使补偿效果更加准确。

Description

一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统。
背景技术
一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程，电网为一个巨大的惯性系统，根据转子运动方程，当电网有功功率缺额时，发电机转子加速，电网频率升高，反之电网频率降低。因此，一次调频功能是动态的保证电网有功功率平衡的手段之一。当电网频率升高时，一次调频功能要求机组降低并网有功功率，反之，机组提高并网有功功率。
现在已经开发出了很多一次调频系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的一次调频系统有如公开号为KR1020080026650A，EP2081309A1和US08785059B2所公开的系统，这些发明涉及一次调频控制装置及方法，属于发电技术领域。所述发电机组一次调频控制装置包括：检测单元，用于检测发电机组是否存在电网频率突变工况，其中所述电网频率突变工况指示电网频率从超过上限死区值第一频率突变为低于下限死区值的第二频率，和/或从所述第二频率突变为所述第一频率；一次调频单元，用于当检测到存在所述电网频率突变工况时，加强一次调频的作用强度。由此，能够有效解决电网频率从超过上限死区值第一频率突变为低于下限死区值的第二频率，和/或从所述第二频率突变为所述第一频率的频率突变工况下一次调频作用不足的问题，保障了电网的稳定运行。但这些系统调频模式单一不可选，且调频速度、稳定性等调频效果有待优化。
发明内容
本发明的目的在于，针对在所存在的不足，提出了一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，
为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；
进一步的，所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
进一步的，所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure BDA0002737145190000021
其中，Δn为差额转速，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；
进一步的，所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；
进一步的，所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；
进一步的，所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止；
进一步的，所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式；
进一步的，所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内；
进一步的，一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，并且所述计算机执行所示指令实现上述权利要求之一所述的一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统。
本发明所取得的有益效果是：
通过设置调频输出选择器来选择调频模式，以适用于不同的发电机组；
通过在调频补偿计算模块设置转速不等率调整函数来调整计算结果，使调整结果更具稳定性；
通过设置PID控制作为闭环控制的方法，并利用优化后的方法来整定各参数，使PID的调节更加快捷方便。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1为本发明的系统整体框架结构示意图。
图2为本发明的转速不等率调整函数获取流程图示意图。
图3为本发明的PID优化结果对比示意图。
图4为本发明的转速不等率调整函数散点示意图。
图5为本发明的调频死区坐标轴示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一。
一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；
所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure BDA0002737145190000041
其中，Δn为差额转速(由频率差值转换而来)，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；
所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；
所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；
所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止；
所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式；
所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内。
实施例二。
一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；
所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure BDA0002737145190000051
其中，Δn为差额转速(由频率差值转换而来)，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；
所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；
所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；
所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止；
所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式；
所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内；
转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值，所述δ(ΔPf)具体的测量方式为：
步骤一：选取一个较小的参考负载P1，实际负载Pr，记录发电功率变化值b％和增加的指令a％，记
Figure BDA0002737145190000061
步骤二：不断增大Pr的值并重复步骤一，共得到m个点(ΔPf，δ(ΔPf))，并将所述的点画在坐标轴上，所述坐标轴的横坐标为ΔPf，纵坐标为δ(ΔPf)；
步骤三：连接第一个点O1(ΔPf1，δ(ΔPf1))和第m个点Om(ΔPfm，δ(ΔPfm))，求得该直线的斜率
Figure BDA0002737145190000062
选择该直线上方偏离直线最远的点A(ΔPfa，δ(ΔPfa))和直线下方偏离直线最远的点B(ΔPfb，δ(ΔPfb))，分别求得点A与所述第一个点的斜率Kfa和点B与所述第一个点的斜率Kfb；
步骤四：若满足Kfa-Kfm的差值与Kfm-Kfb的差值均小于某一阈值这一条件，将P1作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤五；
步骤五：选取一个较大的参考负载P2，重复步骤二、步骤三；
步骤六：若P2所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将P2作为参考负载，直线O1Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤七；
步骤七：取
Figure BDA0002737145190000071
重复步骤二、步骤三，若Pc所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将Pc作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤八；
步骤八：比较由P1获得的O1 Om斜率Kfm1、由P2获得的O1 Om斜率Kfm2和由Pc获得的O1Om斜率Kfmc，若|Kfm1-Kfmc|>|Kfm2-Kfmc|，记P2＝Pc，若|Kfm1-Kfmc|<|Kfm2-Kfmc|，记P1＝Pc，重复步骤七。
实施例三。
一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；
所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure BDA0002737145190000072
其中，Δn为差额转速(由频率差值转换而来)，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；
所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；
所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；
所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止；
所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式；
所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内；
转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值，所述δ(ΔPf)具体的测量方式为：
步骤一：选取一个较小的参考负载P1，实际负载Pr，记录发电功率变化值b％和增加的指令a％，记
Figure BDA0002737145190000081
步骤二：不断增大Pr的值并重复步骤一，共得到m个点(ΔPf，δ(ΔPf))，并将所述的点画在坐标轴上，所述坐标轴的横坐标为ΔPf，纵坐标为δ(ΔPf)；
步骤三：连接第一个点O1(ΔPf1，δ(ΔPf1))和第m个点Om(ΔPfm，δ(ΔPfm))，求得该直线的斜率
Figure BDA0002737145190000082
选择该直线上方偏离直线最远的点A(ΔPfa，δ(ΔPfa))和直线下方偏离直线最远的点B(ΔPfb，δ(ΔPfb))，分别求得点A与所述第一个点的斜率Kfa和点B与所述第一个点的斜率Kfb；
步骤四：若满足Kfa-Kfm的差值与Kfm-Kfb的差值均小于某一阈值这一条件，将P1作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤五；
步骤五：选取一个较大的参考负载P2，重复步骤二、步骤三；
步骤六：若P2所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将P2作为参考负载，直线O1Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤七；
步骤七：取
Figure BDA0002737145190000091
重复步骤二、步骤三，若Pc所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将Pc作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤八；
步骤八：比较由P1获得的O1 Om斜率Kfm1、由P2获得的O1 Om斜率Kfm2和由Pc获得的O1Om斜率Kfmc，若|Kfm1-Kfmc|>|Kfm2-Kfmc|，记P2＝Pc，若|Kfm1-Kfmc|<|Kfm2-Kfmc|，记P1＝Pc，重复步骤七；
常见的PID方法的控制规律为：
Figure BDA0002737145190000092
其传递函数为：
Figure BDA0002737145190000093
该两公式为本领域内技术人员所公知的公式，各参数不再赘述解释；
本发明将给出整定合适的Kp、Ki、Kd这三个参数值的方法，具体方法如下：
第一步，整定Kp：
先将Ki、Kd设为0，取一个Kp值，将系统投入运行，若实际功率的曲线出现频繁的振荡，则加大Kp的值，若实际功率超调量大，则减小Kp的值，直至出现每相邻前后两个波峰的比值为4:1；
第二步，整定Ki：
将上述整定的Kp值调为原来的1.3倍，Ki＝Kp/Ti，所述Ti为积分时间常数，其计算公式为：
Figure BDA0002737145190000101
其中，上述公式中的数据均取自第一步中最后确定的实际功率曲线图像，n为选取的波峰的个数，Tp为第一个波形的时间，ΔPj为第j个波形中的实际功率与额定功率的差值，Ptj为第j个波形中的波峰，
逐渐调小Kp，使实际功率的曲线最终汇聚在额定功率附近；
第三步，整定Kd：
取第二步中整定的Kp、Ki，Kd＝Kp*Td，所述Td为微分时间常数，先取一个Td值，若实际功率曲线振荡大，则减小Td，若实际功率曲线超调大且衰减慢，则增大Td，直至获得较为满意的图像；
第四步，微调：
将Kp、Ki、Kd三个参数小范围调整，以获得更加完美的曲线。
实施例四。
一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；
所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure BDA0002737145190000111
其中，Δn为差额转速(由频率差值转换而来)，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；
所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；
所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；
所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止；
所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式；
所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内；
转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值，所述δ(ΔPf)具体的测量方式为：
步骤一：选取一个较小的参考负载P1，实际负载Pr，记录发电功率变化值b％和增加的指令a％，记
Figure BDA0002737145190000112
步骤二：不断增大Pr的值并重复步骤一，共得到m个点(ΔPf，δ(ΔPf))，并将所述的点画在坐标轴上，所述坐标轴的横坐标为ΔPf，纵坐标为δ(ΔPf)；
步骤三：连接第一个点O1(ΔPf1，δ(ΔPf1))和第m个点Om(ΔPfm，δ(ΔPfm))，求得该直线的斜率
Figure BDA0002737145190000121
选择该直线上方偏离直线最远的点A(ΔPfa，δ(ΔPfa))和直线下方偏离直线最远的点B(ΔPfb，δ(ΔPfb))，分别求得点A与所述第一个点的斜率Kfa和点B与所述第一个点的斜率Kfb；
步骤四：若满足Kfa-Kfm的差值与Kfm-Kfb的差值均小于某一阈值这一条件，将P1作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤五；
步骤五：选取一个较大的参考负载P2，重复步骤二、步骤三；
步骤六：若P2所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将P2作为参考负载，直线O1Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤七；
步骤七：取
Figure BDA0002737145190000122
重复步骤二、步骤三，若Pc所获得的斜率满足所述步骤四中的条件，将Pc作为参考负载，直线O1 Om作为δ(ΔPf)的函数直线，若不满足则跳入步骤八；
步骤八：比较由P1获得的O1 Om斜率Kfm1、由P2获得的O1 Om斜率Kfm2和由Pc获得的O1Om斜率Kfmc，若|Kfm1-Kfmc|>|Kfm2-Kfmc|，记P2＝Pc，若|Kfm1-Kfmc|<|Kfm2-Kfmc|，记P1＝Pc，重复步骤七；
常见的PID方法的控制规律为：
Figure BDA0002737145190000123
其传递函数为：
Figure BDA0002737145190000124
该两公式为本领域内技术人员所公知的公式，各参数不再赘述解释；
本发明将给出整定合适的Kp、Ki、Kd这三个参数值的方法，具体方法如下：
第一步，整定Kp：
先将Ki、Kd设为0，取一个Kp值，将系统投入运行，若实际功率的曲线出现频繁的振荡，则加大Kp的值，若实际功率超调量大，则减小Kp的值，直至出现每相邻前后两个波峰的比值为4:1；
第二步，整定Ki：
将上述整定的Kp值调为原来的1.3倍，Ki＝Kp/Ti，所述Ti为积分时间常数，其计算公式为：
Figure BDA0002737145190000131
其中，上述公式中的数据均取自第一步中最后确定的实际功率曲线图像，n为选取的波峰的个数，Tp为第一个波形的时间，ΔPj为第j个波形中的实际功率与额定功率的差值，Ptj为第j个波形中的波峰，
逐渐调小Kp，使实际功率的曲线最终汇聚在额定功率附近；
第三步，整定Kd：
取第二步中整定的Kp、Ki，Kd＝Kp*Td，所述Td为微分时间常数，先取一个Td值，若实际功率曲线振荡大，则减小Td，若实际功率曲线超调大且衰减慢，则增大Td，直至获得较为满意的图像；
第四步，微调：
将Kp、Ki、Kd三个参数小范围调整，以获得更加完美的曲线；
所述抽汽阀门控制器控制的阀门的可调部分由多个扇叶组成，每个扇叶的圆心角均相同且所有扇叶的圆心角之和略大于360°，其中相邻的两片固定扇叶无缝相接，其余活动扇叶以顺时针和逆时针的方向分别叠加在所述固定扇叶上并可绕圆心旋转，所述活动扇叶以所述固定扇叶为主分为两个半圆区域，所述扇叶一侧面上设有滑槽，与所述滑槽接触的另一扇叶的接触面上对应位置处设有滑块，所述滑块能在所述滑槽内滑动，所述活动扇叶相同位置处均设有贯通的圆孔，所述扇叶的圆心处安装有控制圆盘，所述控制圆盘上设有2条控制杆，所述控制杆能分别绕所述控制圆盘移动且具有伸缩功能，当阀门全闭时，所述控制杆插在远离所述固定扇叶的两片活动扇叶的圆孔上，当该活动扇叶旋转最大角度后，其与其后方的活动扇叶的圆孔对齐，所述控制杆伸长并插在两片活动扇叶上并能同时控制该2片活动扇叶转动，依次旋转后，当阀门开到最大程度时，所述活动扇叶均与其所在半圆的所述固定扇叶重叠，所述控制杆插在其所在半圆的所有的扇叶圆孔上。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范。

Claims (4)

1.一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述系统包括电网频率采集模块、电网频率补偿判定模块、调频补偿计算模块、汽轮机组功率偏差模块、功率控制模块、抽汽阀门控制器和调频输出选择器，所述电网频率采集模块用于采集电网的实时频率，将所述实时频率发送至所述电网频率补偿判断模块作出是否需要补偿的判断，当需要调频补偿时，所述调频补偿计算模块将计算得到补偿功率，所述补偿功率由所述调频输出选择器选择一种调频指令输出模式进行输出，所述汽轮机组功率偏差模块将采集机组的实际功率并与机组额定功率计算功率差值，所述功率差值作为功率控制模块的输入，所述功率控制模块将输出开阀指令给所述抽汽阀门控制器，所述抽汽阀门控制器根据接收的指令执行相应的开阀操作；所述电网频率补偿判定模块内设有调频死区，所述调频死区为±2rpm，当实时频率与额定频率的差值超出所述调频死区范围时，做调频补偿，反之则不做调频补偿；
其特征在于，所述调频补偿计算模块通过如下公式获取功率补偿量，
功率补偿量
Figure FDA0002984388240000011
其中，Δn为差额转速，n0为额定转速，δΔ为经转速不等率调整函数调整后的转速不等率，Pn为机组的额定功率；其中所述转速不等率调整函数为δΔ＝δ(ΔPf)，其中ΔPf为电网中实际负载与参考负载的差值；所述调频指令输出模式分为两类，模式一为直接将功率补偿量作为输出指令与原有的功率指令叠加后输出给所述功率控制模块，模式二为将所述功率补偿量转化为相应的阀门指令，并与所述功率控制模块输出的开阀指令叠加后发送至所述抽汽阀门控制器；其中，所述转速不等率调整函数δΔ＝δ(ΔPf)测试得出，测试方法如下：选取一个参考负载，并在不同的实际负载下测得对应的转速不等率，以所述参考负载和所述实际负载的差值作为横坐标，转速不等率作为纵坐标作坐标图，若坐标图中各点的分布符合要求，则该坐标图中起始点与终止点的连线即为δΔ＝δ(ΔPf)的函数直线，若坐标图中各点分布不符合要求，不断地改变参考负载获得新的坐标图，直至坐标图中的各点符合要求为止。
2.如权利要求1所述的一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述调频输出选择器的模式选择可由工作人员根据实际情况手动选择，也可以通过程序设定自动选择合适的模式。
3.如权利要求2所述的一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统，所述功率控制模块采用改进的PID方法进行闭环控制，并使得响应滞后时间在三秒以内。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，并且所述计算机执行所示指令实现上述权利要求之一所述的一种抽汽工况下一次调频动作补偿系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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660 MW机组一次调频的应用分析;王薇;《陕西电力》;20120520(第05期);第78-80、84页 *

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