CN112330189B - 一种基于试验信息的火电机组agc动态特性评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，方法基于截取的机组各典型工况下AGC试验数据信息以及机组热力特性数据分析汇总信息，构建机组AGC性能评估体系，结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估体系，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求。可以实时监测火电机组AGC变负荷控制系统实际动态性能与理论动态性能的差异，动态实时评估机组AGC动态特性，为改进机组AGC变负荷能力和事故调查提供技术支撑，让火电机组能够更有效的保障电网频率稳定。
Description
技术领域
本发明属于火电厂热工自动控制技术领域，尤其涉及一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法。
背景技术
随着电网峰谷差距的日益扩大以及特高压输电、新能源发电等非调频电量占比的逐年攀升，电网频率波动显著加剧，电网运行特性日趋复杂。为了维护电力系统安全稳定运行、保证电能质量，国家电监会及各区域电监局制定并颁布了《发电厂并网运行管理实施细则》和《区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》(即“两个细则”)；同时，各省区陆续启动调峰电力辅助服务市场建设运行，对占主要比例的火电机组AGC变负荷性能提出更高要求。近年来，电网“两个细则”监管越发严格。尽管一些机组多次开展了协调控制系统优化，但是依然存在“调节阀运行特性”和“在线涉网性能”两类信息模糊、“AGC变负荷能力快速性和平稳性”和“机组机网协调能力和能耗”两个矛盾突出的弊端，电力辅助服务市场竞争力薄弱，机组运行状况与当前不断增长的电力安全生产需求差距较大。因而，合理规范并监测评估机组AGC动态特性，保障机组良好的AGC变负荷能力，对保证电网安全，提升火电机组电力辅助服务市场竞争力有着重要意义。
发明内容
本发明实施例提供一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，用于至少解决上述技术问题之一。
本发明提供一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，所述方法基于截取的机组各典型工况下AGC试验数据信息以及机组热力特性数据分析汇总信息，构建机组AGC性能评估体系，结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估体系，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求。
在本发明的一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：步骤一：获取各试验工况下AGC性能测试合格情况下，主蒸汽压力、阀门开度以及机组相关热力参数信息；步骤二：依据对实际负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中，k1,k2,k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数；步骤三：在线读取AGC调负荷能力区域分布模型动态数据，并结合电网调度侧统计出的电厂机组实际AGC调节速率和调节精度进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估综合修正因子系数，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求。
在本发明的一些实施方式中，在步骤一中，所述各试验工况包括：开展机组在较高负荷和较低负荷工况下，幅度为5％额定负荷和10％额定负荷的单向升、降斜坡负荷变动试验。
在本发明的一些实施方式中，在步骤一中，所述各试验工况还包括：开展机组在较高负荷和较低负荷工况下，幅度为5％额定负荷的连续三角波负荷变动试验。
在本发明的一些实施方式中，在步骤二中，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组调门开度、机组煤电比以及主蒸汽压力变化按照机组功率为索引，依据对实际负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中，k1,k2,k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数。
本申请的方法可以实时监测火电机组AGC变负荷控制系统实际动态性能与理论动态性能的差异，动态实时评估机组AGC动态特性，为改进机组AGC变负荷能力和事故调查提供技术支撑，让火电机组能够更有效的保障电网频率稳定。
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中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法原理图；
图2为本发明一实施例提供一个具体实施例的试验工况下机组初始调门指令和AGC变负荷(530MW-590MW)试验结果对应图；
图3为本发明一实施例提供的一具体实施例的某工况下机组向上AGC变负荷动作参数图；
图4为本发明一实施例提供的一具体实施例的某工况下机组向下AGC变负荷动作参数图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
进一步参考图1，其示出了本申请的基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法的原理图。
如图1所示，基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法具体包括以下步骤：
步骤一：获取各试验工况下AGC性能测试合格情况下，主蒸汽压力、阀门开度与机组相关热力参数信息。
步骤二：将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组调门开度、机组煤电比以及主蒸汽压力变化等热力参数按照机组功率为索引，依据对实际负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中k1,k2,k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数。
步骤三：在线读取AGC调负荷能力区域分布模型动态数据，并结合电网调度侧统计出的电厂机组实际AGC调节速率和调节精度进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估综合修正因子系数，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求。
上述的方法中采用火电机组AGC动态特性评估方法可以动态实时评估机组AGC变负荷性能，为改进机组AGC变负荷能力和事故调查提供技术支撑，让火电机组能够更有效的保障电网频率稳定。
在一些可选的实施例中，各试验工况包括：开展机组在较高负荷和较低负荷工况下，幅度为5％额定负荷和10％额定负荷的单向升、降斜坡负荷变动试验；开展机组在较高负荷和较低负荷工况下，幅度为5％额定负荷的连续三角波负荷变动试验。
在一个具体的实施例中，将本发明的方法进行工程化处理后，应用于某喷嘴配汽方式电厂660MW超临界机组中，过程如下：
首先，机组在(550MW-620MW)和(370MW-440MW)负荷段下，开展幅度为5％额定负荷和10％额定负荷的单向升、降斜坡负荷变动试验；机组在(550MW-590MW)和(370MW-410MW)负荷段下，开展幅度为5％额定负荷的连续三角波负荷变动试验；获取各试验工况下AGC性能测试合格情况下，主蒸汽压力、阀门开度与机组相关热力参数信息。每次试验前，机组保持在稳态工况；试验过程中，机组切除一次调频功能。
图2所示的是(550MW-590MW)工况下的机组调门总指令和变负荷试验结果对应图。
如图2所示，在同一稳态工况下，火电机组的调门总指令决定了机组的AGC持续变负荷能力和AGC变负荷速率，这在AGC变负荷的快速响应中起着直接作用。
其次，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组调门开度、机组煤电比以及主蒸汽压力变化等热力参数按照机组功率为索引，依据对负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中k1,k2,k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数。以下分别为k1,k2,k3的赋值情况。
主要参数运行情况主要针对机组主蒸汽压力、主蒸汽温度、一次风压力、炉膛壁温、机组真空等5种与机组变负荷能力相关的热力参数进行独立建模分析，分析流程如下：首先对各关键测点实时数据与控制限值进行比对，确定关键参数的运行状态情况，然后结合机组CCS系统控制策略，输出当前参数运行状态下的机组AGC变负荷能力受限情况。
k1＝|C实际-C限值|/|C均值-C限值|，其中，C实际是关键参数运行实时值，C限值是关键参数运行限值，C均值是关键参数正常运行时的平均值。
煤质修正系数主要是当运行煤种与原有煤种有较大差别，同样的发电量需要不同的燃煤量时，给机组AGC变负荷运行带来的影响。
k2＝S设计/S运行，其中，S运行是稳态情况下运行煤电比，S设计是设计煤种下的煤电比。
调门总指令系数主要是修正在同一稳态工况下，火电机组的调门总指令不同给机组的AGC持续变负荷能力和AGC变负荷速率带来的影响。
k3＝92/D运行，其中，D运行是AGC负荷变化初期的调门总指令。
将前面所得的在线算法应用于机组的AGC变负荷在线监测，捕捉到多次AGC变负荷扰动过程机组的响应记录如图3、图4所示，本发明所开发的机组AGC变负荷性能在线监测计算结果如下表所示。
从表中的计算结果可以看到，图3工况下机组AGC变负荷能力是不足的，变负荷受限的主要原因是k1，检查机组运行情况发现AGC运行阶段多次出现由于主蒸汽压力超限导致的AGC负荷闭锁，后经过协调优化和扩大主蒸汽压力偏差大闭锁值提升了该台机组的AGC变负荷能力。图4工况下机组AGC变负荷能力不足的主因在于k3系数的偏低，也就是当前工况下机组调门开度过大，不能满足机组向上AGC变负荷所需的机组蓄热。检查发现，机组为了减少调门节流损失，对主蒸汽压力滑压曲线进行了相关优化，把机组调门开度保持在较大开度，导致了机组AGC变负荷能力下降。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，其特征在于，所述方法基于截取的机组各典型工况下AGC试验数据信息以及机组热力特性数据分析汇总信息，构建机组AGC性能评估体系，结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估体系，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求；
所述方法包括以下步骤：
步骤一：获取各试验工况下AGC性能测试合格情况下，主蒸汽压力、阀门开度以及机组相关热力参数信息；
步骤二：依据对实际负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中，k1，k2，k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数，k2＝S设计/S运行，其中，S运行是稳态情况下运行煤电比，S设计是设计煤种下的煤电比；
步骤三：在线读取AGC调负荷能力区域分布模型动态数据，并结合电网调度侧统计出的电厂机组实际AGC调节速率和调节精度进行并行分析，对当前AGC系统性能评估方法进行对比研究，进一步修正和完善已构建的AGC性能在线评估综合修正因子系数，最终获得准确的机组AGC性能实时评估算法，在线实时评估机组AGC功能是否满足电网调度要求。
2.根据权利要求1所述的一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，其特征在于，在步骤一中，所述各试验工况包括：开展机组在550MW-620MW负荷和370MW-440MW负荷工况下，幅度为5％额定负荷和10％额定负荷的单向升、降斜坡负荷变动试验。
3.根据权利要求1所述的一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，其特征在于，在步骤一中，所述各试验工况还包括：开展机组在550MW-590MW负荷和370MW-410MW负荷工况下，幅度为5％额定负荷的连续三角波负荷变动试验。
4.根据权利要求1所述的一种基于试验信息的火电机组AGC动态特性评估方法，其特征在于，在步骤二中，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组调门开度、机组煤电比以及主蒸汽压力变化按照机组功率为索引，依据对实际负荷调节效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数Kn＝k1×k2×k3，其中，k1，k2，k3分别表示主要参数运行情况、煤质、调门总指令对AGC能力影响的修正系数。
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| GR01 | Patent grant | ||
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