CN114649818A - 提升供热机组一次调频品质的方法、系统、终端及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种提升供热机组一次调频品质的方法，其包括获取热网模型；依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；若是，则采集一次调频参数，依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；所述一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度的第一控制信号；依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度的第二控制信号。本申请具有满足机组的发电负荷调整的时效性，满足一次调频对负荷快速调节的需求的效果。

Description

提升供热机组一次调频品质的方法、系统、终端及介质

技术领域

本申请涉及火力发电控制的领域，尤其是涉及一种提升供热机组一次调频品质的方法。

背景技术

目前，火力电发电机组通过锅炉燃烧将煤的化学能量转换成热能，并利用水作为工质吸收热能后在汽轮机中做功，带动发电机发电的方法。水和蒸汽的热力循环系统主要由锅炉和汽轮机等设备组成，锅炉连通有主蒸汽母管，主蒸汽母管又通过汽轮机连通供热母管，供热母管用于提供设定压力的蒸汽给后端的用户，形成热网。而蒸汽在从主蒸汽母管到达供热母管的过程中经过汽轮机，汽轮机带动发电机，形成电网，即可完成发电。

并网运行的火力发电汽轮机组须具备一次调频功能，即当电网频率一旦偏离额定值时，并网发电机组的控制系统自动地控制有功功率增减，限制电网频率变化，一次调频响应的时间和动作效果等指标均会影响电网的稳定性。

针对上述中的相关技术，发明人认为母管制供热机组往往采用“以热定电”的方式进行负荷调整，在供热量一定的情况下，其电功率变化区间有限，因而常规运行时汽轮发电机组的负荷调节裕量有限，而锅炉负荷响应存在较大滞后，不能满足一次调频对负荷快速调节的需求。

发明内容

第一方面，为了满足机组的发电负荷调整的时效性，满足一次调频对负荷快速调节的需求，本申请提供一种提升供热机组一次调频品质的方法。

本申请提供的一种提升供热机组一次调频品质的方法，采用如下的技术方案：

一种提升供热机组一次调频品质的方法，包括：

获取热网模型；

依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；

监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则采集一次调频参数，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率；

依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；

依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；

所述一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度的第一控制信号，汽轮机调速汽门安装于主蒸汽母管与汽轮机入汽口的连通管道上；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度的第二控制信号，抽汽供热调节门安装于汽轮机出汽口与供热母管的连通管道上。

通过采用上述技术方案，热网模型可以表现出热网的蓄热能力，以此可作为一次调频控制的边界条件，避免一次调频对热网的运行稳定性产生过大的影响；当电网频率偏离额定频率超过第一设定值时，表示电网不稳定，此时依据频率偏差值等计算一次调频负荷需求量，表示汽轮机的负荷需求，以此调整汽轮机调速汽门，或抽汽供热调节门，或减温减压调节门，以此控制汽轮机的进汽流量、出汽流量及主蒸汽母管的压力，以此可调节汽轮机的转速，从而控制电网频率回到正常区间内，由于进汽流量、出汽流量及主蒸汽母管的压力的调整速度远高于锅炉蒸汽产量的调整，因此提升了响应速率，最终提升了电网频率的调节效率，满足了机组的发电负荷调整的时效性，满足了一次调频对负荷快速调节的需求。

优选的，所述获取热网模型的步骤中还包括：

获取管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数；

依据管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数生成热网模型；

所述依据热网模型计算热网的蓄热量裕量的步骤中，还包括：

采集实际变化参数，实际变化参数包括供热参数、用户蒸汽流量及各机组供热流量；

依据实际变化参数及热网模型计算热网的蓄热量裕量。

通过采用上述技术方案，管线设计参数决定了热网管道的耐压、蓄热能力等，用户供热需求参数则决定了热网内蒸汽的消耗速率，热网安全运行参数则决定了热网蒸汽控制的边界条件，以此可形成对应当前热网的热网模型；而实际变化参数与热网模型的比对则可以表现热网当前的蓄热能力，以此约束当前时刻一次调频操作，避免对热网的运行稳定性造成过大的影响。

优选的，在所述监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值的步骤中，当频率偏差值超过第二设定值时执行辅助控制操作，第二设定值大于第一设定值；

所述辅助控制操作包括：

获取各机组的一次调频流量需求；

获取对应减温减压调节门的门流量模型，减温减压调节门安装于主蒸汽母管与供热母管的连通管道上；

获取供热母管的供热参数；

依据各机组的一次调频流量需求，结合供热参数和减温减压调节门的门流量模型，生成一次调频负荷需求量；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制减温减压调节门的门开度的前馈指令。

通过采用上述技术方案，减温减压调节门主要对出现大频差的工况进行出力补偿，一次调频流量需求表示汽轮机达到指定转速所需的蒸汽流量，而供热参数表示热网的供热情况，而减温减压调节门的门流量模型则表示蒸汽流量与减温减压调节门的对应关系，以此可通过前馈指令精确控制汽轮机的转速。

优选的，在执行所述一次调频操作的过程中，还包括：

实时采集供热母管的蒸汽参数；

当供热母管的蒸汽参数不满足安全条件时，输出调频退出信号，调频退出信号用于控制一次调频操作停止并执行还原操作。

通过采用上述技术方案，热网的蓄热能力会一直变化，当蓄热能力不足以支持一次调频操作的继续时，及时停止一次调频操作，以此避免对热网的运行稳定性造成过大的影响，降低安全隐患。

优选的，所述一次调频操作还包括：

获取锅炉当前的资源供应参数，所述资源供应参数包括燃料供应量、送风量及给水流量；

依据一次调频负荷需求量输出用于调节锅炉的资源供应参数的第三控制信号；

依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作；

所述回调操作至少包括：

输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度回调的第一回调信号；

输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度回调的第二回调信号；

输出用于控制预设的减温减压调节门的门开度回调的第三回调信号。

通过采用上述技术方案，由于无论是汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门还是减温减压调节门都会导致热网的运行参数发生变化，影响运行稳定性，且三者的调节没有根本上解决资源的供应与消耗不对等的问题，容易导致热网供应不足或资源浪费，因此这三者调节方式仅适合于短时调节电网频率，所以通过调节锅炉的资源供应参数从根本上维持供应端与需求端的平衡，使得能源转化效率提升，而燃料供应、送风及给水的资源供应与发电、蒸汽供应的需求对等需要较多的时间，因此通过汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门、减温减压调节门实现电网频率的快速校正，通过调节锅炉的资源供应参数实现电网频率的稳定及整个热网与电网的稳定，在锅炉的资源供应参数调节生效后再回调汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门及减温减压调节门，以此减少对热网的负荷，减少对热网的运行稳定性的影响。

优选的，所述执行一次调频操作的步骤中，还包括：

获取供热母管当前的压力设定条件，供热母管的蒸汽压力不满足压力设定条件时则启用调压操作；

依据一次调频负荷量生成对应中压供热母管及低压供热母管的压力偏置参数；

依据压力偏置参数调节中压供热母管及低压供热母管的压力设定条件。

通过采用上述技术方案，在执行一次调频操作过程中，对供热母管的压力设定条件，例如用于判定是否启用调压操作的设定值进行校正，设置偏置，实现闭环校正，防止各项控制指令被其他控制逻辑拉回。

优选的，在所述依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作的步骤中，还包括：

获取对应一次调频负荷需求量；

当一次调频负荷需求量下降至预设值以下时，分析在汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度不变的条件下一次调频负荷需求量的变化情况；

若一次调频负荷需求量仍呈下降趋势，则执行回调操作；

若一次调频负荷需求量未下降，则调节锅炉的资源供应参数；

在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否高于预设值；

若是，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率下降；

若否，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率不变或上升；

在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否停止变化或反向变化；

若是，则暂停回调操作，调节锅炉的资源供应参数；

若否，则继续回调操作；

当汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度复位时，判断一次调频负荷需求量是否低于预设值；

若是，则回调操作执行完毕；

若否，则调节锅炉的资源供应参数。

通过采用上述技术方案，由于从锅炉的资源供应参数调整至对电网频率调节产生效果的延迟时间较长，存在滞后性，因此在回调汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的过程中，需要参考锅炉产生效果的变化情况，通过递进式回调的方式减小在执行回调操作过程中电网频率的波动幅度，以此维持电网的运行稳定性。

第二方面，为了满足机组的发电负荷调整的时效性，满足一次调频对负荷快速调节的需求，本申请提供一种提升供热机组一次调频品质的系统，采用如下的技术方案：

一种提升供热机组一次调频品质的系统，包括：

裕量生成模块，用于获取热网模型，并依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；

监测模块，用于监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则采集一次调频参数，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率，依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；以及，

一次调频模块，用于依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；

所述一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度的第一控制信号，汽轮机调速汽门安装于主蒸汽母管与汽轮机入汽口的连通管道上；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度的第二控制信号，抽汽供热调节门安装于汽轮机出汽口与供热母管的连通管道上。

通过采用上述技术方案，蓄热量裕量作为一次调频控制的边界条件，监测模块用于判断电网频率是否需要调整，并控制一次调频模块进行一次调频操作，调整汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门，以此可调整汽轮机的进汽流量、出汽流量及管道压差等参数，从而快速调整电网频率，满足了机组的发电负荷调整的时效性，满足了一次调频对负荷快速调节的需求。

第三方面，为了满足机组的发电负荷调整的时效性，满足一次调频对负荷快速调节的需求。本申请提供一种智能终端，采用如下的技术方案：

一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，通过存储器内存储的提升供热机组一次调频品质的方法可控制汽轮机的进汽流量、出汽流量及管道压差等参数，从而快速调整电网频率，满足了机组的发电负荷调整的时效性，满足了一次调频对负荷快速调节的需求。

第四方面，为了满足机组的发电负荷调整的时效性，满足一次调频对负荷快速调节的需求。本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，计算机可读存储介质内存储的提升供热机组一次调频品质的方法程序可控制汽轮机的进汽流量、出汽流量及管道压差等参数，从而快速调整电网频率，满足了机组的发电负荷调整的时效性，满足了一次调频对负荷快速调节的需求。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.热网模型可以表现出热网的蓄热能力，以此可作为一次调频控制的边界条件，避免一次调频对热网的运行稳定性产生过大的影响；当电网频率偏离额定频率超过第一设定值时，表示电网不稳定，此时依据频率偏差值等计算一次调频负荷需求量，表示汽轮机的负荷需求，以此调整汽轮机调速汽门，或抽汽供热调节门，或减温减压调节门，以此控制汽轮机的进汽流量、出汽流量及主蒸汽母管的压力，以此可调节汽轮机的转速，从而控制电网频率回到正常区间内，由于进汽流量、出汽流量及主蒸汽母管的压力的调整速度远高于锅炉蒸汽产量的调整速度，因此提升了响应速率，最终提升了电网频率的调节效率；

2.管线设计参数决定了热网管道的耐压、蓄热能力等，用户供热需求参数则决定了热网内蒸汽的消耗速率，热网安全运行参数则决定了热网蒸汽控制的边界条件，以此可形成对应当前热网的热网模型；而实际变化参数与热网模型的比对则可以表现热网当前的蓄热能力，以此约束当前时刻一次调频操作，避免对热网的运行稳定性造成过大的影响；

3.热网的蓄热能力会一直变化，当蓄热能力不足以支持一次调频操作的继续时，及时停止一次调频操作，以此避免对热网的运行稳定性造成过大的影响，降低安全隐患。

附图说明

图1是本申请实施例的热网与电网分布示意图。

图2是本申请实施例的提升供热机组一次调频品质的方法的部分方法流程图，主要展示一次调频操作的触发步骤。

图3是本申请实施例的提升供热机组一次调频品质的方法的部分方法流程图，主要展示一次调频操作的操作步骤。

图4是本申请实施例的提升供热机组一次调频品质的方法的部分方法流程图，主要展示回调操作的操作步骤。

附图标记说明：1、锅炉；11、资源分配器；12、汽轮机；13、压力检测器；2、主蒸汽母管；21、中压供热母管；22、低压供热母管；3、汽轮机调速汽门；31、抽汽供热调节门；32、减温减压调节门；4、中央控制器；41、电网频率检测器。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种提升供热机组一次调频品质的方法。参照图1、图2，提升供热机组一次调频品质的方法，其包括如下具体步骤：

S100：获取热网模型，其获取步骤如S110-S120所示：

S110：获取管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数；

S120：依据管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数生成热网模型。

具体的，管线设计参数指的是管道的耐压值、耐热值、管道流量上限等参数，表示管线的承受能力。用户供热需求参数表示用户的蒸汽需求情况，一般取平均值、下限值及上限值等作为参考，详细点也可采集分时段的蒸汽用量或用户的用汽要求等。热网安全运行参数由工作人员进行设定，热网在热网安全运行参数下运行时不易出现安全问题，其对蒸汽的压力范围、湿度、温度、流量等均提出了要求。因此热网模型表示热网整体的蓄热能力，以及在前端参数改变时的响应情况等。

S200：依据热网模型计算热网的蓄热量裕量，具体包括步骤S210-S220：

S210：采集实际变化参数，实际变化参数包括供热参数、用户蒸汽流量及各机组供热流量；

S220：依据实际变化参数及热网模型计算热网的蓄热量裕量。

具体的，实际变化参数由预先安装于主蒸汽母管、中压供热母管、低压供热母管、汽轮机及其他管线上的各种传感器检测得到，传感器包括压力检测器、流量计、温度计等。供热参数包括但不限于中压供热母管、低压供热母管等的输出蒸汽流量，用户蒸汽流量表示用户端实际获得的蒸汽的流量等，各机组供热流量则表示汽轮机内的蒸汽流量等。而检测得到的数据可与热网模型中的各项参数进行比较，以此判断热网当前的可变化量，例如中压供热母管压力需保持在2.4~2.8MPa内，若当前其压力为2.5MPa，则其向上变化的余量为0.3MPa，向下变化的余量为0.1MPa。蓄热量裕量包括多个参数，每个参数取实际变化参数与热网模型内对应参数的差值即可，作为后期一次调频的边界条件，避免一次调频对热网的运行稳定性产生过大的影响。

S300：监测电网频率，判断电网频率是否需要进行调节，并在需要调节时启用一次调频操作，具体可分为步骤S310-S320；

S310：判断电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则启用一次调频操作，开始采集一次调频参数，依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；

具体的，电网频率通过电网频率检测器进行采集，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率，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，因此当电网频率升高时，需要降低汽轮机转子的转速，即下调蒸汽的流量、进出压差，反之当电网频率降低时，需要升高汽轮机转子的转速，即上调蒸汽的流量、进出压差。根据电网频率需要补偿或减少的频率偏差值计算汽轮机转子的转速补偿量，以此可计算出对应蒸汽的流量或压力调节量，即一次调频负荷需求量。

参照图1、图3，S320：依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作，一次调频操作包括快速调节方式及稳定调节方式。

具体的，快速调节方式用于快速调节汽轮机的转子的受力，以此实现电网频率的快速调节，优点是响应速度快。而稳定调节方式则用于根据电网和热网的综合所需来调整锅炉的出力，以此调整蒸汽参数，并间接调整电网频率，缺点是响应速度慢，存在滞后性，优点是从根本上解决了供需问题，提升了资源与能源转化效率。

上述快速调节方式如步骤SA1-SA2所示，上述稳定调节方式如步骤SB1-SB2所示，两者可同步进行：

SA1：判断电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否高于第一设定值且低于第二设定值，第二设定值大于第一设定值且均取绝对值，第一设定值优选为0.033Hz，第二设定值优选为0.0667Hz；

若是，则采用以下两种方式中的一种或全部；

1、依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度的第一控制信号。

具体的，汽轮机调速汽门安装于主蒸汽母管与汽轮机入汽口的连通管道上，可用于调节进入汽轮机内的蒸汽的流量及压力。当热网维持正常，而电网频率偏低时，需要增大汽轮机调速汽门的门开度，增大蒸汽流量，以使得汽轮机转子速度升高，提升电网频率，反之则减小汽轮机调速汽门的门开度，以降低电网频率。

2、依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度的第二控制信号。

具体的，供热母管分为中压供热母管与低压供热母管，此处抽汽供热调节门安装于汽轮机出汽口与中压供热母管的连通管道上。当热网维持正常，而电网频率偏低时，需要增大抽汽供热调节门的门开度，减小汽轮机出汽口的气压，以使得汽轮机进汽口与出汽口的蒸汽压差增大，以使得转子速度升高，提升电网频率，反之则减小抽汽供热调节门的门开度，以降低电网频率。

SA2：若电网频率偏离额定频率的频率偏差值高于第二设定值，即0.0667Hz，则执行辅助控制操作进行调节，具体包括：

SA2.1、获取各机组的一次调频流量需求；

SA2.2、获取对应减温减压调节门的门流量模型；

SA2.3、获取供热母管的供热参数；

具体的，由于减温减压调节门分至少两组，分别安装在主蒸汽母管与中压供热母管之间，以及主蒸汽母管与低压供热母管之间，因此此处的供热母管可为中压供热母管或低压供热母管，具体按照减温减压调节门所连通的供热母管类型进行单独采集。

SA2.4、依据各机组的一次调频流量需求，结合供热参数和减温减压调节门的门流量模型，生成一次调频负荷需求量；

SA2.5、依据一次调频负荷需求量输出用于控制减温减压调节门的门开度的前馈指令。

具体的，减温减压调节门安装于主蒸汽母管与供热母管的连通管道上，此处的供热母管可为中压供热母管和/或低压供热母管。一次调频流量需求表示汽轮机工作至电网频率恢复正常状态所需的蒸汽流量，供热参数则表示供热母管的蒸汽压力和流量情况，门流量模型可反映减温减压调节门在不同门开度下对蒸汽流量、压力的影响情况。据此，通过一次调频流量需求、供热参数可精确计算出需要补偿的蒸汽流量及压力，而结合门流量模型则可以将补偿量转化为门开度，以此精准控制减温减压调节门，从而可调整汽轮机进汽口与出汽口的蒸汽的压差，实现汽轮机转子转速的可调。当热网维持正常，而电网频率偏低时，需要减小减温减压调节门的门开度，使得主蒸汽母管与供热母管之间的压差增大，以此使得汽轮机进汽口与出汽口的压差增大，以此提升汽轮机转子转速，从而提升电网频率，反之，则增大减温减压调节门的门开度，以降低电网频率。

汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门及减温减压调节门等均通过中央控制器进行控制，中央控制器采用处理器。在调节汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门及减温减压调节门的过程中，由于主蒸汽母管、供热母管等管道均有单独的控制逻辑，即压力设定条件，当管道的蒸汽压力不满足压力设定条件时自身会启用调压操作，使得三种阀门的门开度容易被重新拉回，影响电网频率的调节，因此设置以下步骤SC1-SC3来解决该问题。

SC1：获取供热母管当前的压力设定条件；

具体的，压力设定条件一般包括下限值及上限值，例如在管道内的压力低于下限值时则需要控制部分阀门开关以实现压力的回升。

SC2：依据一次调频负荷量生成对应中压供热母管及低压供热母管的压力偏置参数；

SC3：依据压力偏置参数调节中压供热母管及低压供热母管的压力设定条件。

具体的，压力偏置参数一般仅针对会影响汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门及减温减压调节门三种阀门的门开度的阈值进行调整，通过压力偏置参数分配处理需要临时调整压力设定条件的各项阈值，实现闭环校正，从而防止各项控制信号被其他控制逻辑拉回。

上述稳定调节方式如下：

SB1：获取锅炉当前的资源供应参数；

具体的，资源供应参数包括燃料供应量、送风量及给水流量，燃料供应量、送风量及给水流量通过锅炉自带的资源分配器进行分配，资源分配器采用处理器，在未启用一次调频操作时，燃料供应量、送风量及给水流量保持恒定，燃料供应量、送风量及给水流量上升则主蒸汽母管的蒸汽流量增大。

SB2：依据一次调频负荷需求量输出用于调节锅炉的资源供应参数的第三控制信号。

具体的，由于无论是汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门还是减温减压调节门都会导致热网的运行参数发生变化，同时也会导致部分蒸汽资源的能量浪费。因此通过调节锅炉的资源供应参数从根本上维持供应端与需求端的平衡，使得能源转化效率提升，而燃料供应量、送风量及给水流量需要先转化成蒸汽量，然后蒸汽再通过运输管道到达汽轮机处，对汽轮机转子产生效果，因此存在较大的滞后性，所以SA1-SA2的快速调节方式必不可少，两者优缺点互补，可以使得电网频率快速回归正常。通过第三控制信号调整资源供应参数，当热网维持正常，而电网频率偏低时，需要增加燃料供应量、送风量及给水流量，增加主蒸汽母管的蒸汽量，以此提升汽轮机进汽口与出汽口的蒸汽压差，使汽轮机转子转速升高，提升电网频率，反之，则减少燃料供应量、送风量及给水流量，降低电网频率。

在执行所述一次调频操作的过程中，热网的蓄热能力会一直变化，同时也可能存在一些因一次调频操作引起的异常情况，因此须对主蒸汽母管、供热母管的蒸汽状态进行监控，以避免出现安全隐患，具体如步骤SD1-SD2：

SD1：实时采集供热母管的蒸汽参数；

SD2：当供热母管的蒸汽参数不满足安全条件时，输出调频退出信号，调频退出信号用于控制一次调频操作停止并执行还原操作。

具体的，蒸汽参数包括但不限于蒸汽的压力、温度、流量、湿度。若一次调频操作中，当热网的蓄热能力不足以支持一次调频操作的继续时，例如任意一或多项蒸汽参数超标时，及时停止一次调频操作，以此避免对热网的运行稳定性造成过大的影响，降低安全隐患。当输出调频退出信号时，还原操作会立即控制汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门、减温减压调节门及锅炉的资源供应参数等进行复位，使整个电网、热网回到一次调频操作之前的状态。

参照图1、图4，S400：执行平衡操作，依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作，具体包括步骤S410-S430。

具体的，由于锅炉的资源供应参数的调节其发挥效果的时间较长，因此在其效果逐渐显现时，执行平衡操作，不断回调汽轮机调速汽门、抽汽供热调节门及减温减压调节门的门开度，以此不断平衡蒸汽供应端与电网、热网需求端，其步骤具体包括：

S410：获取对应一次调频负荷需求量，当一次调频负荷需求量下降至预设值以下时，分析在汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度不变的条件下一次调频负荷需求量的变化情况：

若一次调频负荷需求量仍呈下降趋势，则执行回调操作；

若一次调频负荷需求量未下降，则调节锅炉的资源供应参数。

具体的，若一次调频负荷需求量未下降，表示锅炉的资源供应参数不准确，或者调节量不足，未产生实际效果，因此需要再次调整资源供应参数，实际操作时需要先进行检查再做进一步调节。

上述回调操作包括以下三种控制方式，分别对应三种快速调节方式，若其中一种或两种控制方式在一次调频操作时未启用，则也无须进行回调：

1、输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度回调的第一回调信号；

2、输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度回调的第二回调信号；

3、输出用于控制预设的减温减压调节门的门开度回调的第三回调信号。

具体的，回调的速率根据一次调频操作时的门开度调节量进行设定，调节量越大，则回调速率越高。同时可按照一次调频负荷需求量的变化情况对回调速率进行控制，具体如下：

S420：在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否高于预设值；

若是，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率下降；

若否，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率维持不变或上升；

具体的，预设值可取低于对应频率偏差值为0.033HZ时一次调频负荷需求量的值的值。在一次调频负荷需求量升高时，表示回调过快，此时拉低回调速率，以避免电网频率过度波动，以此维持回调时电网频率的稳定性。

S430：在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否停止变化或反向变化；

若是，则暂停回调操作，调节锅炉的资源供应参数；

若否，则继续回调操作；

具体的，若一次调频负荷需求量停止变化或反向变化，则表示锅炉的资源供应参数的调节不足以单独补偿汽轮机的蒸汽流量需求，因此需要继续调节锅炉的资源供应参数，使得蒸汽供应端可与电网、热网需求平衡。

S440：当汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度复位时，判断一次调频负荷需求量是否低于预设值；

若是，则回调操作执行完毕；

若否，则调节锅炉的资源供应参数。

具体的，当三种阀门的门开度复位时，即完全回到一次调频操作以前的设定参数时，则表示回调结束，因此再次判断一次调频负荷需求量是否低于预设值，若一次调频负荷需求量回升至预设值以上，表示电网频率未恢复正常，此时需要继续调整锅炉的资源供应参数，直至电网与热网都达到稳定状态。电网与热网都达到稳定状态。步骤S410-S440中的一次调频负荷需求量也可更换为实时采集的电网频率，通过电网频率也可判断是否需要调整三种阀门的回调速率，或者锅炉的资源供应参数。

在执行回调操作过程中，须对主蒸汽母管及供热母管等管道的压力设定条件进行回调，使压力设定条件中的各项阈值的偏置归零，从而减少对管道自身的控制逻辑的影响，实现电网、热网的稳定运行。

本实施例还提供一种提升供热机组一次调频品质的系统，其包括：

裕量生成模块，用于获取热网模型，并依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；

监测模块，用于监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则采集一次调频参数，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率，依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；以及，

一次调频模块，用于依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；

一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门的门开度的第一控制信号，汽轮机调速汽门安装于主蒸汽母管与汽轮机入汽口的连通管道上；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门的门开度的第二控制信号，抽汽供热调节门安装于汽轮机出汽口与供热母管的连通管道上。

提升供热机组一次调频品质的系统还包括：

辅助操控模块，用于当频率偏差值超过第二设定值时执行辅助控制操作时；

所述辅助控制操作包括：

获取各机组的一次调频流量需求；

获取对应减温减压调节门的门流量模型；

获取供热母管的供热参数；

依据各机组的一次调频流量需求，结合供热参数和减温减压调节门的门流量模型，生成一次调频负荷需求量；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制减温减压调节门的门开度的前馈指令。

提升供热机组一次调频品质的系统还包括：

安全监控模块，用于实时采集供热母管的蒸汽参数，且当供热母管的蒸汽参数不满足安全条件时，输出调频退出信号，调频退出信号用于控制一次调频操作停止并执行还原操作。

提升供热机组一次调频品质的系统还包括：

锅炉控制模块，用于获取锅炉当前的资源供应参数，所述资源供应参数包括燃料供应量、送风量及给水流量；并依据一次调频负荷需求量输出用于调节锅炉的资源供应参数的第四控制信号。

平衡操作模块，用于依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作；

上述回调操作包括步骤：

获取锅炉当前的资源供应参数，所述资源供应参数包括燃料供应量、送风量及给水流量；

依据一次调频负荷需求量输出用于调节锅炉的资源供应参数的第四控制信号；

依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作。

提升供热机组一次调频品质的系统还包括：

判断模块，用于获取对应一次调频负荷需求量，且当一次调频负荷需求量下降至预设值以下时，分析在汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度不变的条件下一次调频负荷需求量的变化情况；

若一次调频负荷需求量仍呈下降趋势，则执行回调操作；

若一次调频负荷需求量未下降，则调节锅炉的资源供应参数；

在执行回调操作过程中，用于判断一次调频负荷需求量是否高于预设值；

若是，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率下降；

若否，则控制汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度的回调速率不变或上升；

在执行回调操作过程中，用于判断一次调频负荷需求量是否停止变化或反向变化；

若是，则暂停回调操作，调节锅炉的资源供应参数；

若否，则继续回调操作；

当汽轮机调速汽门的门开度、抽汽供热调节门的门开度、减温减压调节门的门开度复位时，用于判断一次调频负荷需求量是否低于预设值；

若是，则回调操作执行完毕；

若否，则调节锅炉的供应参数。

本实施例还提供一种智能终端，包括存储器和处理器，处理器可采用CPU或MPU等中央处理部件或以CPU或MPU为核心所构建的主机系统，存储器可采用RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH、磁盘、光盘等存储设备。所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，可采用U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质内存储有能够被处理器加载并执行上述提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：包括：

获取热网模型；

依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；

监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则采集一次调频参数，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率；

依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；

依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；

所述一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门（3）的门开度的第一控制信号，汽轮机调速汽门（3）安装于主蒸汽母管（2）与汽轮机（12）入汽口的连通管道上；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门（31）的门开度的第二控制信号，抽汽供热调节门（31）安装于汽轮机（12）出汽口与供热母管的连通管道上。

2.依据权利要求1所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：所述获取热网模型的步骤中还包括：

获取管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数；

依据管线设计参数、用户供热需求参数、以及热网安全运行参数生成热网模型；

所述依据热网模型计算热网的蓄热量裕量的步骤中，还包括：

采集实际变化参数，实际变化参数包括供热参数、用户蒸汽流量及各机组供热流量；

依据实际变化参数及热网模型计算热网的蓄热量裕量。

3.依据权利要求1所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：在所述监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值的步骤中，当频率偏差值超过第二设定值时执行辅助控制操作，第二设定值大于第一设定值；

所述辅助控制操作包括：

获取各机组的一次调频流量需求；

获取对应减温减压调节门（32）的门流量模型，减温减压调节门（32）安装于主蒸汽母管（2）与供热母管的连通管道上；

获取供热母管的供热参数；

依据各机组的一次调频流量需求，结合供热参数和减温减压调节门（32）的门流量模型，生成一次调频负荷需求量；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制减温减压调节门（32）的门开度的前馈指令。

4.依据权利要求1所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：在执行所述一次调频操作的过程中，还包括：

实时采集供热母管的蒸汽参数；

当供热母管的蒸汽参数不满足安全条件时，输出调频退出信号，调频退出信号用于控制一次调频操作停止并执行还原操作。

5.依据权利要求3所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：所述一次调频操作还包括：

获取锅炉（1）当前的资源供应参数，所述资源供应参数包括燃料供应量、送风量及给水流量；

依据一次调频负荷需求量输出用于调节锅炉（1）的资源供应参数的第三控制信号；

依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作；

所述回调操作至少包括：

输出用于控制预设的汽轮机调速汽门（3）的门开度回调的第一回调信号；

输出用于控制预设的抽汽供热调节门（31）的门开度回调的第二回调信号；

输出用于控制预设的减温减压调节门（32）的门开度回调的第三回调信号。

6.依据权利要求1所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：所述执行一次调频操作的步骤中，还包括：

获取供热母管当前的压力设定条件，供热母管的蒸汽压力不满足压力设定条件时则启用调压操作；

依据一次调频负荷量生成对应中压供热母管（21）及低压供热母管（22）的压力偏置参数；

依据压力偏置参数调节中压供热母管（21）及低压供热母管（22）的压力设定条件。

7.依据权利要求5所述的提升供热机组一次调频品质的方法，其特征在于：在所述依据一次调频负荷需求量及资源供应参数的变化情况执行回调操作的步骤中，还包括：

获取对应一次调频负荷需求量；

当一次调频负荷需求量下降至预设值以下时，分析在汽轮机调速汽门（3）的门开度、抽汽供热调节门（31）的门开度、减温减压调节门（32）的门开度不变的条件下一次调频负荷需求量的变化情况；

若一次调频负荷需求量仍呈下降趋势，则执行回调操作；

若一次调频负荷需求量未下降，则调节锅炉（1）的资源供应参数；

在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否高于预设值；

若是，则控制汽轮机调速汽门（3）的门开度、抽汽供热调节门（31）的门开度、减温减压调节门（32）的门开度的回调速率下降；

若否，则控制汽轮机调速汽门（3）的门开度、抽汽供热调节门（31）的门开度、减温减压调节门（32）的门开度的回调速率不变或上升；

在执行回调操作过程中，判断一次调频负荷需求量是否停止变化或反向变化；

若是，则暂停回调操作，调节锅炉（1）的资源供应参数；

若否，则继续回调操作；

当汽轮机调速汽门（3）的门开度、抽汽供热调节门（31）的门开度、减温减压调节门（32）的门开度复位时，判断一次调频负荷需求量是否低于预设值；

若是，则回调操作执行完毕；

若否，则调节锅炉（1）的资源供应参数。

8.一种提升供热机组一次调频品质的系统，包括：

裕量生成模块，用于获取热网模型，并依据热网模型计算热网的蓄热量裕量；

监测模块，用于监测电网频率偏离额定频率的频率偏差值是否超过第一设定值；

若是，则采集一次调频参数，一次调频参数包括频率偏差值、各台机组的转速不等率，依据一次调频参数生成各台机组的一次调频负荷需求量；以及，

一次调频模块，用于依据一次调频负荷需求量及蓄热量裕量执行一次调频操作；

所述一次调频操作至少包括以下控制方式中的一种：

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的汽轮机调速汽门（3）的门开度的第一控制信号，汽轮机调速汽门（3）安装于主蒸汽母管（2）与汽轮机（12）入汽口的连通管道上；

依据一次调频负荷需求量输出用于控制预设的抽汽供热调节门（31）的门开度的第二控制信号，抽汽供热调节门（31）安装于汽轮机（12）出汽口与供热母管的连通管道上。

9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的提升供热机组一次调频品质的方法的计算机程序。

Images