CN112653159A - 凝结水节流辅助调频控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，基于除氧器水位的不同状态，按照不同方式控制凝结水节流辅助一次调频和二次调频；在除氧器水位偏差为正常偏差时，避免水位偏差对一次调频和二次调频的干扰，提高一次调频和二次调频的响应效果；在除氧器水位偏差轻度异常时，则通过设定较小范围的水位死区，使得通过凝结水流量的执行器能够更快速的将水位恢复正常，以便能够再次响应一次调频和二次调频；而在除氧器水位偏差严重不正常时，设定较为适中的水位死区，避免水位调节过快而产生震荡，以便除氧器水位能够平稳回落。本申请还提供了一种火电机组凝结水节流辅助调频控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

Description

凝结水节流辅助调频控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别是涉及一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

电网频率受负荷随机波动的影响而处于动态变化过程中，需要通过对发电侧电源的有功出力调节，稳定电网频率，消除频率静差，实现电网频率在额定值附近规定范围内的电能质量目标要求。

在火力发电机组中凝结水节流能够对一次调频和二次调频进行辅助调频，通过凝结水节流来间接改变低压加热器抽汽流量、改变低压缸进汽流量、改变低压缸出力，从而改变机组功率输出，响应一次调频、二次调频功率需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，提高凝结水节流辅助一次调频、二次调频的响应效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，包括：

当所述火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

可选地，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，并根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号；

根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，利用第二外环PI控制器，确定第二水流量需求信号，并根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号；

根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，利用所述第一外环PI控制器，确定第三水流量需求信号，并根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号；

其中，所述第一外环PI控制器的比例系数小于所述第二外环PI控制器的比例系数，且所述第一外环PI控制器的积分时长大于所述第二外环PI控制器的积分时长。

可选地，所述第一水位死区的区间范围为所述第一外环PI控制器可调水位的最大区间范围；所述第二水位死区的区间范围大小等于所述第三水位死区的区间范围大小的五分之一至十分之一。

可选地，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，包括：

判断所述除氧器水位偏差是否在所述第一水位死区的区间范围内，若是，则确定水位偏差控制信号为0；若否，则确定所述水位偏差控制信号为与所述除氧器水位偏差最接近的所述第一水位死区的边间值和所述除氧器水位偏差之间的差值；

利用所述第一外环PI控制器根据所述水位偏差控制信号确定所述第一水流量需求信号。

可选地，根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号，包括：

根据所述第一水流量需求信号和前馈水流量信号确定第一水流量偏差信号；

根据所述第一水流量偏差信号和第一水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定所述第一开度信号；

根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号，包括：

根据所述第二水流量需求信号和前馈水流量信号确定第二水流量偏差信号；

根据所述第二水流量偏差信号和第二水流量死区的差异，利用第二内环PI控制器，确定所述第二开度信号；

根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号，包括：

根据所述第三水流量需求信号和前馈水流量信号确定第三水流量偏差信号；

根据所述第三水流量偏差信号和第三水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定所述第三开度信号；

其中，所述第三水流量死区小于所述第一水流量死区大于所述第二水流量死区的区间大小；所述第二水流量死区在所述第三水流量死区的范围区间内，所述第三水流量死区在所述第一水流量死区的范围区间内；所述第一内环PI控制器的比例系数小于所述第二内环PI控制器的比例系数；所述第一内环PI控制器的积分时长大于所述第二内环PI控制器的积分时长。

可选地，根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，包括：

按照第一限幅区间对所述第一开度信号和调频响应开度信号之和进行限幅调整，获得大小在所述第一限幅区间范围内的所述第一执行开度信号；

根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，包括：

按照第二限幅区间对所述第二开度信号进行限幅调整，获得大小在所述第二限幅区间范围内的所述第二执行开度信号；

根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，包括：

按照第三限幅区间对所述第三开度信号进行限幅调整，获得大小在所述第三限幅区间范围内的所述第三执行开度信号；

其中，所述第一限幅区间小于所述第二限幅区间大于所述第三限幅区间的区间大小；所述第三限幅区间在所述第一限幅区间的范围区间内，所述第一限幅区间在所述第二限幅区间的范围区间内。

本申请还提供一种火电机组凝结水节流辅助调频控制装置，包括：

第一开度模块，用于当所述火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

第一调节模块，用于根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

第二开度模块，用于当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

第二调节模块，用于根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

第三开度模块，用于当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

第三调节模块，用于根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

可选地，所述第一开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，并根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号；

所述第二开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，利用第二外环PI控制器，确定第二水流量需求信号，并根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号；

所述第三开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，利用所述第一外环PI控制器，确定第三水流量需求信号，并根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号；

其中，所述第一外环PI控制器的比例系数小于所述第二外环PI控制器的比例系数，且所述第一外环PI控制器的积分时长大于所述第二外环PI控制器的积分时长。

本申请还提供一种火电机组凝结水节流辅助调频控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

本申请还提供了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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

本发明所提供的一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，基于除氧器水位的不同状态，按照不同方式控制凝结水节流辅助一次调频和二次调频；在除氧器水位偏差为正常偏差时，通过设定较大区间范围的水位死区，避免水位偏差对一次调频和二次调频的干扰，提高一次调频和二次调频的响应效率；而在除氧器水位偏差轻度异常时，则通过设定较小范围的水位死区，使得通过水阀调节能够更快速的将水位恢复正常，以便能够再次响应一次调频和二次调频；而在除氧器水位偏差严重不正常时，设定较为适中的水位死区，避免水位调节过快而产生震荡，以便除氧器水位能够平稳回落。

本申请中的调频控制方法，针对不同的除氧器水位偏差对水阀开度进行不同方式的调节，进而在尽可能的使得除氧器水位平稳的情况下，提升了对一次调频和二次调频的响应效率进而提升响应效果，有利于维持火电机组的稳定工作。

本申请还提供了一种火电机组凝结水节流辅助调频控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本申请实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制逻辑示意图；

图3为本发明实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置的结构框图。

具体实施方式

在常规的火电机组通过凝结水除氧器水位时实时波动的，为了保证除氧器水位在正常水位范围内波动，会实时检测除氧器水位相对于基准水位的水位偏差，并设定正常水位死区。当水位偏差在正常水位死区范围内时，则无需通过执行器对水阀开度进行调节(即调节水流量)，否则水位偏差相对正常水位死区范围的偏离情况对水阀开度进行调节使得除氧器水位能够逐渐回落正常。

在利用凝结水节流辅助火电机组的一次调频和二次调频时，基本原理是根据当前火电机组的发电功率和电网频率，确定调节除氧器水阀的开度增量，进而使得除氧器水流量发生变化，导致火电机组的发电功率变化，从而实现电网频率的改变，达到响应一次调频和二次调频的目的。但是在响应一次调频和二次调频过程中，确定水阀开度增量时，需要同时对水位偏差偏离正常水位死区情况以及响应一次调频和二次调频需要对水位进行调节增量的情况进行综合考虑最终设定开度调节大小。

采用上述方式响应一次调频和二次调频过程中，水位偏差确定的开度调节和响应一次调频和二次调频确定的开度调节很可能调节方向相反，最终无法实现一次调频和二次调频的响应，或者是响应效率低。

为此，本申请中提供了一种能够提升凝结水节流辅助一次调频和二次调频的响应效果的技术方案。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做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。

如图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的流程示意图，图2为本申请实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制逻辑示意图，该控制方法可以包括：

S11：实时采集除氧器水位，并根据除氧器水位确定除氧器水位偏差。

该除氧器水位偏差可以根据当前除氧器水位和设定的基准水位或者是和前馈水位之间的差值确定。

S12：判断火电机组的除氧器水位偏差是否正常。

可以设定第一预设水位偏差和第二预设水位偏差，该第二预设水位偏差为除氧器水位偏差的报警阈值。

若是该除氧器水位偏差的绝对值小于等于第一预设水位偏差，则可以认为该除氧器水位偏差正常，除氧器水位正常。

若是除氧器水位偏差的绝对值大于第一预设水位偏差小于等于第二预设水位偏差，则可以认为该除氧器水位偏差轻度异常。

若是除氧器水位偏差的绝对值大于第二预设水位偏差，则可以认为该除氧器水位偏差严重异常。

S13：当火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号。

水位死区也即是无需对水位进行调节的区间，当该除氧器水位偏差在第一水位死区的区间范围内时，则说明无需对水阀开度进行调节，相应地确定出的第一开度信号对应的水阀开度应当和当前水阀开度相同。

而当除氧器水位偏差不在第一水位死区的区间范围内，则除氧器水位偏差偏离该第一水位死区的区间范围的偏离程度和第一开度信号相对于当前水阀开度的差异大小应当呈正相关。

S14：根据第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节。

其中，调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号。该调频响应开度信号是基于当前火电机组发电功率确定的；另外，在实际应用过程中，火电机组系统中频率的波动不严重可能仅仅只进行了一次调频而未启动二次调频，此时调频开度信号仅仅由一次调频确定的增量信号，其确定过程和常规的凝结水节流辅助一次调频、二次调频技术中，响应一次调频、二次调频确定的开度增量信号的过程类似，对此不再详细赘述。

另外，需要说明的是，对于第一开度信号表示的是需要将水阀开度调节到哪一程度的开度信号，调频响应开度信号则是表示需要将当前水阀开度增大多少或减小多少，为开度增量信号。

在除氧器水位处于正常水位时，对除氧器水位的调节是同时参考因除氧器水位偏差确定的第一开度信号和因响应一次调频和二次调频形成的调频响应开度信号共同决定执行器开度信号，使得执行器根据该执行器开度信号将除氧器的水阀调节到对应的开度位置，使得除氧器水流量相应产生改变，从而改变火电机组的发电效率，实现一次调频和二次调频的响应。

在某些情况下，可能因除氧器水位偏差确定的第一开度信号和因响应一次调频和二次调频形成的调频响应开度信号对水位调节的作用恰好相反。例如，第一开度信号可能是将水阀开度相对于当前水阀开度减小0.5％，而调频响应开度信号则是将当前水阀开度增大1.5％，第一开度信号和调频响应开度信号之和即为相对于当前水阀开度将水阀开度增大1％，因此这种调节方式在一定程度上会降低对一次调频和二次调频的响应程度，进而降低响应效果。

为了能够尽可能的避免除氧器水位偏差对一次调频和二次调频的响应效果的影响，应当尽可能地采用区间范围大的第一水位死区，使得除氧器水位即便存在一定的波动而产生水位偏差，水位偏差偏离第一水位死区的偏离程度也较小，相应地，因除氧器水位偏差确定的第一开度信号相对于当前水阀开度的差值大小也就更小，该第一开度信号对最终水阀开度的调节的影响也就越小，从而提高对一次调频和二次调频的响应程度，进而提高响应效率。

在一种可选地实施例中，可以将该第一水位死区范围设定为除氧器运行过程中水位偏差可以达到的最大水位偏差范围，也即是说，一般情况下无论水位如何波动，除氧器水位偏差始终都在该第一水位死区范围内，由此第一开度信号始终等于当前水阀开度，对水阀的开度调节只由调频响应开度信号确定，进而完全排除了除氧器水位偏差对响应一次调频和二次调频产生的干扰，提高响应效过。

当然在实际应用过程中，该第一水位死区也并不必然为除氧器水位偏差可达到的最大水位偏差范围，可以基于正常运行过程中水位偏差变化规律设定一个合理区间，避免水位偏差过大而完全只响应一次调频和二次调频，导致除氧器水位波动频繁大幅度波动，影响凝结水节流系统稳定性的问题；甚至该第一水位死区还可以是一个动态变化的区间，可以基于火电机组运行的不同状况进行动态调节设定，对此，本申请中均不做具体限制。

S15：当除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号。

S16：根据第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便执行器根据第二执行器开度信号对除氧器的水位进行调节。

相对第一水位死区应当尽可能的采用大范围区间而言，第二水位死区应当尽可能的小。

除氧器水位偏差轻度异常，说明除氧器水位偏差已经相对较大，但是没有达到报警阈值。此时需要尽快的将除氧器水位调制到正常水位。

和第一开度信号类似，第二开度信号和当前水阀开度之间的差异也是和除氧器水位偏差偏离第二水位死区的偏离程度呈正比，要尽快的使得除氧器水位回落到正常范围，则需要使得第二开度信号和当前水阀开度之间的差异尽可能的大，因此设定较小的第二水位死区，在对水阀开度进行调节时，对除氧器水位偏差就更为敏感，即便除氧器偏差值的大小并不是特定大，也能确定出对当前水阀开度调节幅度更大的第二开度信号调节信号，由此即可在尽可能短的时间内使得除氧器水位回落正常，进而再次辅助响应一次调频和二次调频。

S17：当除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号。

S18：根据第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便执行器根据第三执行器开度信号对除氧器的水位进行调节。

当除氧器水位偏差严重异常时，则说明该除氧器的水位已经严重偏离正常水位了。此时对除氧器水位的调节主要是为了保证火电机组的正常运行。但此时除氧器的水位偏差已经较大，也并不能大幅度的调节水阀开度，会导致除氧器水位大幅度频繁波动，影响火电机组运行的稳定性。

由此第三水位死区需要设定在一个较为合理的区间范围。例如可以和常规凝结水节流辅助一次调频和二次调频技术中的正常水位死区的区间范围相同，或者根据实际火电机组的情况进行适当调节均可。

对比于第二水位死区，尽管采用较小范围区间，但是因为除氧器水位偏差本身并没有超过报警阈值，即便因为第二水位死区的区间范围小导致基于除氧器水位偏差确定的第二开度信号相对于当前水阀开度调节幅度大，也并不会导致水位不稳定性的波动，因此能够在尽可能快速调整水位回落至正常水位的基础上，保证除氧器水位波动的稳定性。

对于第三水位死区的区间大小应当介于第一水位死区大小和第二水位死区大小之间；第三水位死区小于第一水位死区大于第二水位死区的区间大小；第二水位死区在第三水位死区的范围区间内，第三水位死区在第一水位死区的范围区间内。

可以理解的是，第一水位死区、第二水位死区以及第三水位死区的区间中间值均为0，例如，第一水位死区可以为[-100，100]，第二水位死区可以为[-5，5]，第三水位死区可以为[-30,30]等等。

在实际设定该第一水位死区、第二水位死区以及第三水位死区的区间大小时，可以设定第二水位死区的区间范围大小等于第三水位死区的区间范围大小的五分之一至十分之一。

综上所述，本申请中针对除氧器水位产生不同程度的水位偏差，采用设定不同的水位死区，能够灵活的针对不同范围内的水位偏差进行更合理的水位调节方式，在提高对一次调频和二次调频响应效率的基础上，保证了除氧器整体水位的稳定性，保证了火电机组的正常运行。

在基于除氧器水位偏差相对于水位死区偏移程度确定水阀开度调节程度时，主要是利用外环PI控制器根据除氧器水位偏差相对于水位死区偏移程度确定水流量需求信号，再利用内环PI控制器根据水流量需求信号确定水阀开度信号，最后基于水阀开度信号确定执行器需要执行的执行器增量，也即是对水阀开度调节的增量。

为此，基于上述实施例，在本申请的一种可选地实施例中，针对不同除氧器水位偏差情况，采用了两种不同的外环PI控制器。

需要说明的是，PI控制器是一种线性控制器，根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将控制偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。本实施例中根据PI控制器根据除氧器水位偏差和水位死区之间的差异作为输入值，通过PI控制器的线性运算确定水流量需求信号。当除氧器水位偏差和水位死区之间的差异一定时，PI控制器的比例系数越大，积分时长越小，确定的水流量需求信号也就越大，相应地以该水流量需求信号对除氧器水位的调节速度也就越快。

因此，对于上述步骤S13可以进一步包括：

根据氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，并根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号。

当除氧器水位处于正常水位范围内时，为了高效率的对一次调频和二次调频响应，由除氧器水位偏差和第一水位死区之间差异确定第一水流量需求信号应当尽可能的小，使得有第一水流量需求信号确定的第一开度信号相对于当前水阀开度需要调节的幅度更小，因此，第一外环PI控制器应当选择比例系数相对较小而积分时长相对较长的控制器。

相应地，上述步骤S15可以进一步地包括：

根据除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，利用第二外环PI控制器，确定第二水流量需求信号，并根据第二水流量需求信号，确定第二开度信号。

如前所述，当除氧器水位存在轻度异常时，需要快速调节水位回落至正常水位范围内，因此，此时所采用的第二外环PI控制器可以采用比例系数相对较大而积分时间相对较短的控制器。

由此，第一外环PI控制器的比例系数小于第二外环PI控制器的比例系数，且第一外环PI控制器的积分时长大于第二外环PI控制器的积分时长。

同理上述步骤S17可以进一步地包括：

根据除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，利用第一外环PI控制器，确定第三水流量需求信号，并根据第三水流量需求信号，确定第三开度信号。

在除氧器水位严重异常的情况下，需要平缓稳定的将水位逐步调整至正常水位范围内，因此所采用的PI控制器也应当采用比例系数相对较小而积分时间相对较长的控制器。

需要说明的是，针对除氧器水位严重异常时，所采用的外环PI控制器可以采用第一外环PI控制器，也可以采用和第一外环PI控制器不同的控制器，只要是比例系数相对较小而积分时长相对较长的PI控制器即可。例如，除氧器水位严重异常时，所采用的外环PI控制器可以是常规凝结水节流辅助一次调频和二次调频过程中所采用的外环PI控制器。

如前所述，根据基除氧器水位偏差和水位死区之间的差异，利用外环控制器可以确定出水流量需求信号，需要再利用该水流量需求信号确定水阀需要调节的开度位置的开度信号。具体地，可以利用水流量需求信号和前馈水流量信号(当前水流量信号)确定出水流量偏差信号。和除氧器水位差异，利用内环控制器确定对应的开度信号。

基于水流量偏差信号确定开度信号的过程和基于除氧器水位偏差确定水流量需求信号的过程类似。因此在本申请的一种具体实施例中，上述步骤S13中，基于第一水流量信号确定第一开度信号的过程可以包括：

根据第一水流量需求信号和前馈水流量信号确定第一水流量偏差信号；

根据第一水流量偏差信号和第一水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定第一开度信号。

相应地，上述步骤S15中，基于第二水流量信号确定第二开度信号的过程可以包括：

根据第二水流量需求信号和前馈水流量信号确定第二水流量偏差信号；

根据第二水流量偏差信号和第二水流量死区的差异，利用第二内环PI控制器，确定第二开度信号。

同理，上述步骤S17中，基于第三水流量信号确定第三开度信号的过程可以包括：

根据第三水流量需求信号和前馈水流量信号确定第三水流量偏差信号；

根据第三水流量偏差信号和第三水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定第三开度信号。

可以理解的是，第一水流量死区应当采用尽可能大的区间范围，而第二水流量死区应当采用尽可能小的区间范围，而第三水流量死区则选择较为适中的区间范围。也即第三水流量死区小于第一水流量死区大于第二水流量死区的区间大小；第二水流量死区在第三水流量死区的范围区间内，第三水流量死区在第一水流量死区的范围区间内。

对于第一水流量死区、第二水流量死区以及第三水流量死区的设定原则分别和第一水位死区、第二水位死区以及第三水位死区的设定原则类似，对此本实施例中不再详细赘述。

和第一外环PI控制器以及第二外环PI控制器类似，第一内环PI控制器的比例系数小于第二内环PI控制器的比例系数；第一内环PI控制器的积分时长大于第二内环PI控制器的积分时长。

第一内环PI控制器相对于第二内环PI控制器为常规PI控制器，而第二内环PI控制器为快速PI控制器，设定原则和第一外环PI控制器以及第二外环PI控制器类似，对此本实施例中不再详细说明。

基于上述实施例，在确定水阀开度信号之后，就需要执行器对水阀开度进行调节。因此，在本申请的可选地实施例中，上述S14根据第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行开度信号可以进一步地包括：

按照第一限幅区间对第一开度信号和调频响应开度信号之和进行限幅调整，获得大小在第一限幅区间范围内的第一执行开度信号；

需要说明的是，为了避免除氧器的水流量对火电机组中相关联的设备产生影响，需要对除氧器的水阀开度位置进行一定的限制。

基于第一开度信号和调频响应开度信号之和，即可确定出除氧器的水阀需要调节到的开度位置，此时需要将该开度位置和第一限幅区间范围进行对比，若是该开度位置落入在第一限幅区间之内，在该开度位置也即是第一执行开度信号，执行器按照该第一执行开度信号进行调节即可；但是若是基于第一开度信号和调频响应开度信号之和确定的开度位置超出的第一限幅区间范围，则取与第一开度信号和调频响应开度信号之和最接近的第一限幅区间的边界值作为第一执行开度信号，以便执行器进行开度位置调节。

相应地，上述S16根据第二开度信号确定第二执行器开度信号的过程可以包括：

按照第二限幅区间对第二开度信号进行限幅调整，获得大小在第二限幅区间范围内的第二执行开度信号；

和上述确定第一执行开度信号的方式类似，对比第二开度信号是否在第二限幅区间范围内，若是，则该第二开度信号即为第二执行开度信号，若否，则取和第二开度信号最接近的第二限幅区间的边界值作为第二执行开度信号。

相应地，上述S18根据第三开度信号确定第三执行器开度信号的过程可以包括：

按照第三限幅区间对第三开度信号进行限幅调整，获得大小在第三限幅区间范围内的第三执行开度信号；

同理，对比第三开度信号是否在第三限幅区间范围内，若是，则该第三开度信号即为第三执行开度信号，若否，则取和第三开度信号最接近的第二限幅区间的边界值作为第二执行开度信号。

其中，第一限幅区间小于第二限幅区间大于第三限幅区间的区间大小；第三限幅区间在第一限幅区间的范围区间内，第一限幅区间在第二限幅区间的范围区间内。

本实施例中，在设定第一限幅区间、第二限幅区间以及第三限幅区间时，第二限幅区间应当尽可能的选择大的限幅区间范围，以便轻度异常的除氧器水位能够更快速的回落至正常水位；第三限幅区间的区间大小可以参照常规的除氧器水位调节中常用的限幅区间大小；而第一限幅区间主要对应于响应一次调频和二次调频的开度调节，为了调高响应效果，也不应当设置太小。

基于上述任意实施例，在本申请的一种可选地实施例中，参考图2，在图2中T1至T11均为选择器，包括T端口、F端口和flag端口三个输入端口和一个输出端口，当flag端口输入的为高电平，则选择T端口输入的信号从输出端口输出，当flag端口输入的为低电平时，选择F端口输入的信号从输出端口输出。SUM1、SUM2、SUM3为三个加法器，r(t)为前馈水位，Fw为前馈水流量。

在图2中，除氧器水位正常信号N_DEA为除氧器水位异常信号E_EDA取反信号，当除氧器水位异常时(包括轻度异常和严重异常)，除氧器水位异常信号E_EDA为高电平信号，除氧器水位正常信号N_DEA为低电平信号，反之，当除氧器水位正常时，除氧器水位异常信号E_EDA为低电平信号，除氧器水位正常信号N_DEA为高电平信号。

一次调频动作信号A_PFC是基于火电机组运行情况确定的，当火电机组需要进行一次调频时一次调频动作信号A_PFC为高电平信号；一次调频功能投入信号On_PFC是指是否将凝结水节流投入到响应一次调频中，一般为高电平。

同理，二次调频动作信号A_AGC是基于火电机组运行情况确定的，当火电机组需要进行二次调频时二次调频动作信号A_AGC为高电平信号；二次调频功能投入信号On_AGC是指是否将凝结水节流投入到响应一次调频中，一般为高电平。

基于火电机组当前发电功率确定的一次调频需求功率信号P_RPFC送入选择器T1的T端口；同理基于火电机组当前发电功率确定而二次调频需求功率P_RAGC送入选择器T2的T端口。

根据选择器T1和选择器T2的输出端口输入到功率开度转换模块，该功率开度转换模块输出调频响应开度信号。

基于上述论述可知，当除氧器水位处于正常范围内时，对除氧器水位的调节过程可以包括：

根据除氧器水位偏差和第一水位死区之间的差异，利用第一外环PI控制器，获得第一水流量需求信号；根据第一水流量需求信号和第一水流量死区之间的差异，利用第一内环PI控制器，获得第一开度信号；第一开度信号和调频响应开度信号之和通过第一限幅区间的限幅调整确定第一执行器开度信号，执行器根据该第一执行器开度信号调节水阀开度，实现除氧器水位变化，改变火电机组功率，响应一次调频和二次调频。

当除氧器水位处于轻度异常范围内时，对除氧器水位的调节过程可以包括：

根据除氧器水位偏差和第二水位死区之间的差异，利用第二外环PI控制器，获得第二水流量需求信号；根据第二水流量需求信号和第二水流量死区之间的差异，利用第二内环PI控制器，获得第二开度信号；第二开度信号通过第二限幅区间的限幅调整确定第二执行器开度信号，执行器根据该第二执行器开度信号调节水阀开度。

当除氧器水位处于严重异常范围内时，对除氧器水位调节过程可以包括：

根据除氧器水位偏差和第三水位死区之间的差异，利用第一外环PI控制器，获得第三水流量需求信号；根据第三水流量需求信号和第三水流量死区之间的差异，利用第一内环PI控制器，获得第三开度信号；第三开度信号通过第三限幅区间的限幅调整确定第三执行器开度信号，执行器根据该第三执行器开度信号调节水阀开度。

下面对本发明实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置进行介绍，下文描述的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置与上文描述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法可相互对应参照。

图3为本发明实施例提供的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置的结构框图，参照图3中火电机组凝结水节流辅助调频控制装置可以包括：

第一开度模块100，用于当所述火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

第一调节模块200，用于根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

第二开度模块300，用于当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

第二调节模块400，用于根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

第三开度模块500，用于当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

第三调节模块600，用于根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

本实施例的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置用于实现前述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，因此火电机组凝结水节流辅助调频控制装置中的具体实施方式可见前文中的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的实施例部分，例如，第一开度模块100，第一调节模块200，第二开度模块300，第二调节模块400，第三开度模块500，第三调节模块600分别用于实现上述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法中步骤S11至S18，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

本申请还提供了一种火电机组凝结水节流辅助调频控制设备的实施例，该设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上任一项所述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

该处理器所执行的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法可以包括：

当所述火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

本申请中所提供的设备，利用凝结水节流响应一次调频、二次调频过程中，针对不同的除氧器水位情况，采用不同的水位死区实现不同方式的水位的调节，进而实现火电机组的发电功率的调节，保证火电机组运行稳定性的基础上，提高对一次调频、二次调频的响应效率。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质的实施例，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如任一项火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

Claims (10)

1.一种火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，包括：

当火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

2.如权利要求1所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，并根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号；

根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，利用第二外环PI控制器，确定第二水流量需求信号，并根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号；

根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号，包括：

根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，利用所述第一外环PI控制器，确定第三水流量需求信号，并根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号；

其中，所述第一外环PI控制器的比例系数小于所述第二外环PI控制器的比例系数，且所述第一外环PI控制器的积分时长大于所述第二外环PI控制器的积分时长。

3.如权利要求2所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，所述第一水位死区的区间范围为所述第一外环PI控制器可调水位的最大区间范围；所述第二水位死区的区间范围大小等于所述第三水位死区的区间范围大小的五分之一至十分之一。

4.如权利要求2所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，包括：

判断所述除氧器水位偏差是否在所述第一水位死区的区间范围内，若是，则确定水位偏差控制信号为0；若否，则确定所述水位偏差控制信号为与所述除氧器水位偏差最接近的所述第一水位死区的边间值和所述除氧器水位偏差之间的差值；

利用所述第一外环PI控制器根据所述水位偏差控制信号确定所述第一水流量需求信号。

5.如权利要求2所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号，包括：

根据所述第一水流量需求信号和前馈水流量信号确定第一水流量偏差信号；

根据所述第一水流量偏差信号和第一水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定所述第一开度信号；

根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号，包括：

根据所述第二水流量需求信号和前馈水流量信号确定第二水流量偏差信号；

根据所述第二水流量偏差信号和第二水流量死区的差异，利用第二内环PI控制器，确定所述第二开度信号；

根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号，包括：

根据所述第三水流量需求信号和前馈水流量信号确定第三水流量偏差信号；

根据所述第三水流量偏差信号和第三水流量死区的差异，利用第一内环PI控制器，确定所述第三开度信号；

其中，所述第三水流量死区小于所述第一水流量死区大于所述第二水流量死区的区间大小；所述第二水流量死区在所述第三水流量死区的范围区间内，所述第三水流量死区在所述第一水流量死区的范围区间内；所述第一内环PI控制器的比例系数小于所述第二内环PI控制器的比例系数；所述第一内环PI控制器的积分时长大于所述第二内环PI控制器的积分时长。

6.如权利要求1所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制方法，其特征在于，根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，包括：

按照第一限幅区间对所述第一开度信号和调频响应开度信号之和进行限幅调整，获得大小在所述第一限幅区间范围内的所述第一执行开度信号；

根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，包括：

按照第二限幅区间对所述第二开度信号进行限幅调整，获得大小在所述第二限幅区间范围内的所述第二执行开度信号；

根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，包括：

按照第三限幅区间对所述第三开度信号进行限幅调整，获得大小在所述第三限幅区间范围内的所述第三执行开度信号；

其中，所述第一限幅区间小于所述第二限幅区间大于所述第三限幅区间的区间大小；所述第三限幅区间在所述第一限幅区间的范围区间内，所述第一限幅区间在所述第二限幅区间的范围区间内。

7.一种火电机组凝结水节流辅助调频控制装置，其特征在于，包括：

第一开度模块，用于当所述火电机组的除氧器水位偏差为正常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，确定第一开度信号；

第一调节模块，用于根据所述第一开度信号和调频响应开度信号之和确定第一执行器开度信号，以便执行器根据所述第一执行器开度信号对除氧器的水位进行调节；其中，所述调频响应开度信号为根据响应一次调频和二次调频确定的开度增量信号；

第二开度模块，用于当所述除氧器水位偏差为轻度异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，确定第二开度信号；

第二调节模块，用于根据所述第二开度信号确定第二执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第二执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

第三开度模块，用于当所述除氧器水位偏差为严重异常偏差时，根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，确定第三开度信号；

第三调节模块，用于根据所述第三开度信号确定第三执行器开度信号，以便所述执行器根据所述第三执行器开度信号对所述除氧器的水位进行调节；

其中，所述第三水位死区小于所述第一水位死区大于所述第二水位死区的区间大小；所述第二水位死区在所述第三水位死区的范围区间内，所述第三水位死区在所述第一水位死区的范围区间内。

8.如权利要求7所述的火电机组凝结水节流辅助调频控制装置，其特征在于，所述第一开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第一水位死区的差异，利用第一外环PI控制器确定第一水流量需求信号，并根据所述第一水流量需求信号，确定所述第一开度信号；

所述第二开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第二水位死区的差异，利用第二外环PI控制器，确定第二水流量需求信号，并根据所述第二水流量需求信号，确定所述第二开度信号；

所述第三开度模块用于根据所述除氧器水位偏差相对于第三水位死区的差异，利用所述第一外环PI控制器，确定第三水流量需求信号，并根据所述第三水流量需求信号，确定所述第三开度信号；

其中，所述第一外环PI控制器的比例系数小于所述第二外环PI控制器的比例系数，且所述第一外环PI控制器的积分时长大于所述第二外环PI控制器的积分时长。

9.一种火电机组凝结水节流辅助调频控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

10.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述火电机组凝结水节流辅助调频控制方法的步骤。

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