CN117175710A - 一种火电机组agc优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电机组AGC优化方法及装置，涉及火电技术领域，包括计划曲线分析模块、AGC优化模块、机组协调控制系统、燃料量控制系统、总风量控制系统与给水流量控制系统；该火电机组AGC优化方法及装置，通过利用调度计划曲线进行分析，辨识变负荷方向、幅值及起止时刻，根据以上信息计算主汽压力、燃料量、给水流量、总风量等关键运行参数的修正量、修正速率以及调整时刻，通过利用AGC优化模块对运行参数进行预先调整，提前改变机组蓄能状态，避免机组大延迟特性造成的变负荷过程特别是变负荷初期参数的大幅波动，从而提升机组负荷调节能力，进而缩短了机组响应时间，从而提升机组变负荷速率，使得AGC性能指标提高。
Description
技术领域
本发明涉及火电技术领域，具体为一种火电机组AGC优化方法及装置。
背景技术
随着新型电力系统的快速发展，新能源发电量占比不断提高，新能源出力的随机性和波动性对电网的安全运行产生了不利影响，亟需火电机组深度调峰、灵活运行为电网提供可靠支撑。机组并网后按照电网调度AGC指令调节负荷，火电机组具有大惯性、大延迟特性，当电网要求火电机组灵活运行特别是大幅快速变负荷时，机组变负荷初期通常主要利用汽轮机阀门对负荷进行调节，同时由于燃料调节存在一定的滞后性，导致机组在变负荷过程中容易出现汽温、汽压的大幅波动，严重影响火电机组的安全运行及调节性能。
电网调度机构根据用电负荷变化情况及历史用电数据对未来负荷大小进行预测并计算并网各台机组的相应出力，机组出力预测结果以计划曲线的形式下发给各个电厂，计划曲线的时间尺度为15分钟，通常未来15分钟的预测结果具有很高的精度，可以利用该信号指导机组运行并提前进行控制参数调整，从而提高机组负荷响应能力，提升AGC性能指标。现有AGC性能优化技术依托机组协调控制系统，根据机组运行工况、AGC变负荷速率、指令幅值等参数对协调控制系统控制参数及动态前馈量进行调整或补偿，从而缩短机组负荷响应时间，提高机组负荷调节速率，提升机组AGC性能指标。现有的AGC优化技术根据电网AGC指令进行相应的控制参数及动态前馈量调整，由于机组自身的大延迟、大惯性特性，导致机组负荷响应初期存在输入能量与输出能量不匹配问题，需要消耗机组自身蓄能补充能量差值，造成汽温、汽压的波动，进而影响机组负荷响应能力。因此提出了一种火电机组AGC优化方法及装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种火电机组AGC优化方法及装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种火电机组AGC优化装置，包括计划曲线分析模块、AGC优化模块、机组协调控制系统、燃料量控制系统、总风量控制系统与给水流量控制系统；
所述计划曲线分析模块，用于从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，将分析结果通过信号电缆送至AGC优化模块；
所述AGC优化模块，用于根据接收的分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数并将计算结果通过信号电缆送至机组协调控制系统；
所述机组协调控制系统，用于根据接收的数据生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令并在DCS系统内部分别送至燃料量控制系统、总风量控制系统与给水流量控制系统；
所述燃料量控制系统，用于根据接收的指令，对燃料量进行控制；
所述总风量控制系统，用于根据接收的指令，对总风量进行控制；
所述给水流量控制系统，用于根据接收的指令，对给水流量进行控制。
可选的，所述计划曲线分析模块AGC负荷变化起止点判定公式包括：
|(AGC(i+1)-AGC(i))|<＝1％Pe且|(AGC(i+2)-AGC(i+1))|>＝1％Pe (1)
AGC(i+1)-AGC(i)>＝1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝-1％Pe (2)
AGC(i+1)-AGC(i)<＝-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝1％Pe (3)
AGC(i+1)-AGC(i)>1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝1％Pe (4)
AGC(i+1)-AGC(i)<-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝-1％Pe (5)
假设AGC指令数据经判定分析得出变负荷起点负荷值为P1，起点时刻为t1，负荷值终点为P2，终点时刻为t2，则变负荷幅值ΔP＝P1-P2，ΔP可作为升降负荷方向判断信号，ΔP>0则为升负荷，ΔP<0则为降负荷，ΔP同时也是指令幅值，作为主汽压力、燃料量、给水流量等运行参数的调整依据。
可选的，所述计划曲线分析模块与AGC优化模块封装在专用控制器中。
可选的，所述机组协调控制系统、燃料量控制系统、总风量控制系统与给水流量控制系统集成在DCS系统中，所述专用控制器与DCS系统通过信号电缆相连接。
可选的，所述给水流量及总风量根据机组已有燃料量—给水流量函数曲线以及燃料量—总风量函数曲线分别折算。
可选的，所述AGC优化模块确定主汽压力、燃料量等运行参数的修正量后，需要在变负荷开始前将修正量按一定速率叠加在现有参数中。
一种火电机组AGC优化方法，包括以下步骤：
步骤一：从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，获得分析结果；
步骤二：根据分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数；
步骤三：根据主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数在协调控制系统中生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令；
步骤四：将燃料量指令输送给燃料量系统、将总风量指令输送给总风量系统，将给水流量指令输送给给水流量系统中，调节对应的燃料量、风量与给水流量。
本发明提供了一种火电机组AGC优化方法及装置，具备以下有益效果：
该火电机组AGC优化方法及装置，通过利用调度计划曲线进行分析，辨识变负荷方向、幅值及起止时刻，根据以上信息计算主汽压力、燃料量、给水流量、总风量等关键运行参数的修正量、修正速率以及调整时刻，通过利用AGC优化模块对运行参数进行预先调整，提前改变机组蓄能状态，避免机组大延迟特性造成的变负荷过程特别是变负荷初期参数的大幅波动，从而提升机组负荷调节能力，进而缩短了机组响应时间，从而提升机组变负荷速率，使得AGC性能指标提高。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明AGC优化系统结构示意图。
图中：1、计划曲线分析模块；2、AGC优化模块；3、机组协调控制系统；4、燃料量控制系统；5、总风量控制系统；6、给水流量控制系统。
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。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种火电机组AGC优化方法及装置，包括计划曲线分析模块1、AGC优化模块2、机组协调控制系统3、燃料量控制系统4、总风量控制系统5与给水流量控制系统6；
计划曲线分析模块1，用于从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，将分析结果通过信号电缆送至AGC优化模块2；
计划曲线分析模块1AGC负荷变化起止点判定公式包括：
|(AGC(i+1)-AGC(i))|<＝1％Pe且|(AGC(i+2)-AGC(i+1))|>＝1％Pe (1)
AGC(i+1)-AGC(i)>＝1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝-1％Pe (2)
AGC(i+1)-AGC(i)<＝-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝1％Pe (3)
AGC(i+1)-AGC(i)>1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝1％Pe (4)
AGC(i+1)-AGC(i)<-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝-1％Pe (5)
假设AGC指令数据经判定分析得出变负荷起点负荷值为P1，起点时刻为t1，负荷值终点为P2，终点时刻为t2，则变负荷幅值ΔP＝P1-P2。ΔP可作为升降负荷方向判断信号，ΔP>0则为升负荷，ΔP<0则为降负荷。ΔP同时也是指令幅值，作为主汽压力、燃料量、给水流量等运行参数的调整依据；
AGC优化模块2，用于根据接收的分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数并将计算结果通过信号电缆送至机组协调控制系统3；
主汽压力设定值修正量为预测指令幅值的函数，如表1所示。
表1预测指令幅值对主汽压力设定值的修正
表2预测指令幅值对应燃料量前馈量
给水流量及总风量根据机组已有燃料量—给水流量函数曲线以及燃料量—总风量函数曲线分别折算；
确定主汽压力、燃料量等运行参数的修正量后，需要在变负荷开始前将修正量按一定速率叠加在现有参数中。其中，燃料量的调节存在较长滞后时间，因此在t1时刻前2分钟即t1-2时刻，按5(t/h)/min的速率对燃料量进行修正，总风量的修正与燃料量修正同步进行。燃料量调整后主汽压力逐渐开始缓慢变化，为避免锅炉主控进行反向调节，在t1-1时刻，按0.4Mpa/min的速率对主汽压力进行修正，给水流量的修正与主汽压力修正同步进行。当机组变负荷结束后即t2时刻，主汽压力、燃料量等参数的修正量缓慢恢复至0，其中燃料量恢复速率为1(t/h)/min，主汽压力恢复速率为0.1Mpa/min；
机组协调控制系统3，用于根据接收的数据生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令并在DCS系统内部分别送至燃料量控制系统4、总风量控制系统5与给水流量控制系统6；
燃料量控制系统4，用于根据接收的指令，对燃料量进行控制；
总风量控制系统5，用于根据接收的指令，对总风量进行控制；
给水流量控制系统6，用于根据接收的指令，对给水流量进行控制。
其中，计划曲线分析模块1与AGC优化模块2封装在专用控制器中，机组协调控制系统3、燃料量控制系统4、总风量控制系统5与给水流量控制系统6集成在DCS系统中，专用控制器与DCS系统通过信号电缆相连接，给水流量及总风量根据机组已有燃料量—给水流量函数曲线以及燃料量—总风量函数曲线分别折算。
一种火电机组AGC优化方法，包括以下步骤：
步骤一：从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，获得分析结果；
步骤二：根据分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数；
步骤三：根据主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数在协调控制系统中生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令；
步骤四：将燃料量指令输送给燃料量系统、将总风量指令输送给总风量系统，将给水流量指令输送给给水流量系统中，调节对应的燃料量、风量与给水流量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：包括计划曲线分析模块(1)、AGC优化模块(2)、机组协调控制系统(3)、燃料量控制系统(4)、总风量控制系统(5)与给水流量控制系统(6)；
所述计划曲线分析模块(1)，用于从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，将分析结果通过信号电缆送至AGC优化模块(2)；
所述AGC优化模块(2)，用于根据接收的分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数并将计算结果通过信号电缆送至机组协调控制系统(3)；
所述机组协调控制系统(3)，用于根据接收的数据生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令并在DCS系统内部分别送至燃料量控制系统(4)、总风量控制系统(5)与给水流量控制系统(6)；
所述燃料量控制系统(4)，用于根据接收的指令，对燃料量进行控制；
所述总风量控制系统(5)，用于根据接收的指令，对总风量进行控制；
所述给水流量控制系统(6)，用于根据接收的指令，对给水流量进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：所述计划曲线分析模块(1)AGC负荷变化起止点判定公式包括：
|(AGC(i+1)-AGC(i))|<＝1％Pe且|(AGC(i+2)-AGC(i+1))|>＝1％Pe (1)
AGC(i+1)-AGC(i)>＝1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝-1％Pe (2)
AGC(i+1)-AGC(i)<＝-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝1％Pe (3)
AGC(i+1)-AGC(i)>1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)<＝1％Pe (4)
AGC(i+1)-AGC(i)<-1％Pe且AGC(i+2)-AGC(i+1)>＝-1％Pe (5)
假设AGC指令数据经判定分析得出变负荷起点负荷值为P1，起点时刻为t1，负荷值终点为P2，终点时刻为t2，则变负荷幅值ΔP＝P1-P2，ΔP可作为升降负荷方向判断信号，ΔP>0则为升负荷，ΔP<0则为降负荷，ΔP同时也是指令幅值，作为主汽压力、燃料量、给水流量等运行参数的调整依据。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：所述计划曲线分析模块(1)与AGC优化模块(2)封装在专用控制器中。
4.根据权利要求1所述的一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：所述机组协调控制系统(3)、燃料量控制系统(4)、总风量控制系统(5)与给水流量控制系统(6)集成在DCS系统中，所述专用控制器与DCS系统通过信号电缆相连接。
5.根据权利要求1所述的一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：所述给水流量及总风量根据机组已有燃料量—给水流量函数曲线以及燃料量—总风量函数曲线分别折算。
6.根据权利要求1所述的一种火电机组AGC优化装置，其特征在于：所述AGC优化模块(2)确定主汽压力、燃料量等运行参数的修正量后，需要在变负荷开始前将修正量按一定速率叠加在现有参数中。
7.一种火电机组AGC优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：从调度子站装置中读取计划曲线数据，并对机组负荷升降方向及变负荷幅值进行判断，获得分析结果；
步骤二：根据分析结果计算得到主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数；
步骤三：根据主汽压力修正值、燃料量、总风量、给水流量及协调控制参数在协调控制系统中生成主汽压力设定值、燃料量指令、总风量指令及给水流量指令；
步骤四：将燃料量指令输送给燃料量系统、将总风量指令输送给总风量系统，将给水流量指令输送给给水流量系统中，调节对应的燃料量、风量与给水流量。
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