CN117691632A - 一种火电机组调峰调频系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供电系统技术领域，具体公开了一种火电机组调峰调频系统，包括峰值和频率调控系统组，所述峰值和频率调控系统组中设置有前端变量参数监控端、预调试应用数据库构建端、日内峰值和频率参数监控端和日后预调试参数生成端，所述预调试应用数据库构建端信号传输端设置有预调试命令分析端；通过前周期的日前参数变动率生成用于备用预调试的执行命令，进而预先将支撑系统中的可用峰值和频率调试成日前周期变动率中的最大上升值，用于当前火电机组峰值和频率异常时的临时调控，确保提供调峰调频备用的同时，缩小对电力调控端口的占用率，直至火电机组峰值和频率下降维持稳定，有效降低供电系统越限风险。

Description

一种火电机组调峰调频系统

技术领域

本发明涉及供电系统技术领域，特别涉及一种火电机组调峰调频系统。

背景技术

传统飞轮储能火电机组参与调频的基本控制方式主要为模拟同步机惯量响应的虚拟惯量控制和模拟同步机调频响应特性的下垂控制，该储能系统通常采用最大功率跟踪模式。该种模式在有功扰动事件产生峰值和频率的异常升高时，因其系统惯量受异常影响降低，且频率的变化速率加快，火电机组受其限制时的一次调控响应时间延长，为确保不会因响应时间的延长，造成调峰调频的处理信号延后，现有调峰调频系统通常是将输出限值一次性调升至最大可处理阈值。但因现有调控系统缺乏调峰调频备用，在无法确定峰值和频率波动变量时，仅通过单一输出定值的调试手段，过于增加对电力调控系统的占用率，容易限制供电系统其余端口的支撑能力，造成供电系统其余端口越限风险增加。因此，如何在储能火电机组峰值频率异常产生前，预建立备用调试参数应对该情况的发生，减小对供电系统调控端占用率，稳定火电机组峰值频率，是现有技术需要解决的技术问题。为此，我们提出一种火电机组调峰调频系统。

发明内容

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种火电机组调峰调频系统，包括峰值和频率调控系统组，所述峰值和频率调控系统组中设置有前端变量参数监控端、预调试应用数据库构建端、日内峰值和频率参数监控端和日后预调试参数生成端，所述预调试应用数据库构建端信号传输端设置有预调试命令分析端；

所述预调试应用数据库构建端与所述前端变量参数监控端信号连接，所述预调试应用数据库构建端通过读取所述前端变量参数监控端获取的日前监控参数以及火电机组处于稳定状态时的原初参数，用以构建供单次预调试参考的数据库；

所述预调试应用数据库构建端构成单次预调试数据库后，所述预调试命令分析端获取所述预调试应用数据库构建端中的日前监控参数与原初参数之间的偏差项，分析各偏差项目的具体参数变动率；

所述日内峰值和频率参数监控端实时读取所述前端变量参数监控端获取的日内监控参数，待获取日内监控参数高于所述预调试应用数据库构建端中原初参数时，即判定火电机组当前频率和峰值变动量无法满足日内产生值，所述预调试命令分析端接收非正常信号后，依据获取的日前周期参数变动率模拟预调试信号，并发送至火电机组调峰调频执行端。

本发明进一步的改进在于，所述前端变量参数监控端包括功率跟踪负荷监控模块、系统调节惯量分析模块以及峰值和频率变化速率监控模块，所述功率跟踪负荷监控模块、系统调节惯量分析模块以及峰值和频率变化速率监控模块均设置于火电机组内，所述功率跟踪负荷监控模块、系统调节惯量分析模块以及峰值和频率变化速率监控模块分别用于获取火电机组功率跟踪负荷、系统调节惯量以及峰值和频率变化速率，并将获取参数分类成日前监控参数及日内监控参数。

本发明进一步的改进在于，所述日后预调试参数生成端读取日内实际调试参数以及日前模拟的预调试参数后，提取双项参数中的最大调试变量作为下一周期的预调试参数。

本发明进一步的改进在于，所述预调试应用数据库构建端包括前周期参数记录模块和预调试综合数据存储模块，所述前周期参数记录模块用于提取所述前端变量参数监控端监控数据中单独分类的日前监控参数，所述预调试综合数据存储模块用于将提取的日前监控参数单次存储。

本发明进一步的改进在于，所述预调试命令分析端包括日前数据录入单元、应对调试参数处理单元和分控调控信号输出单元，所述日前数据录入单元用于读取所述预调试综合数据存储模块中的日前监控参数，并将日前监控参数向所述应对调试参数处理单元中录入，所述应对调试参数处理单元分析日前监控参数和原初参数之间偏差项，进而获取周期参数变动率，所述分控调控信号输出单元依据周期参数变动率模拟日内频率和峰值预调试信号。

本发明进一步的改进在于，所述日后预调试参数生成端包括日内调试参数独立存储模块和日前和日内双向变量提取模块，所述日前和日内双向变量提取模块与所述日内调试参数独立存储模块以及所述分控调控信号输出单元信号连接，所述日内调试参数独立存储模块存储日内实际调试参数后，通过所述日前和日内双向变量提取模块输出下一周期的预调试参数。

本发明进一步的改进在于，一种火电机组调峰调频系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、读取前周期功率跟踪符合参数、系统调节惯量参数、峰值和频率的变化速率参数、调配相应时长参数，构成供单次输出的预调试数据库；

步骤S2、向预调试库内代入对应的原初参数，通过比对分析获取日前读取周期中的参数变动率；

步骤S3、监控端获取当火电机组峰值和频率异常时，即依据日前读取周期的参数变动率生成用于备用预调试的执行命令，进而预先将支撑系统中的可用峰值和频率调试成日前周期变动率中的最大上升值，用于当前火电机组峰值和频率异常时的临时调控；

步骤S4、临时调控后，火电机组峰值和频率无法维持稳定并保持持续上升时，即超出临时调控权限将火电机组峰值和频率逐级调控至下一阶段，直至火电机组峰值和频率下降维持稳定后，将本次调试参数存储，作为下一调试周期的预调试参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过前周期的日前参数变动率生成用于备用预调试的执行命令，进而预先将支撑系统中的可用峰值和频率调试成日前周期变动率中的最大上升值，用于当前火电机组峰值和频率异常时的临时调控，确保提供调峰调频备用的同时，缩小对电力调控端口的占用率，直至火电机组峰值和频率无法维持稳定并保持持续上升时，即超出临时调控权限将火电机组峰值和频率逐级调控至下一阶段，直至火电机组峰值和频率下降维持稳定后，将本次调试参数存储，作为下一调试周期的预调试参数，避免对供电系统其余端口的支撑能力造成限制，有效降低供电系统越限风险。

附图说明

图1为本发明一种火电机组调峰调频系统的整体示意图。

图2为本发明一种火电机组调峰调频系统的结构组成图。

图3为本发明一种火电机组调峰调频系统的流程图。

图中：1、峰值和频率调控系统组；2、前端变量参数监控端；21、功率跟踪负荷监控模块；22、系统调节惯量分析模块；23、峰值和频率变化速率监控模块；3、预调试应用数据库构建端；31、前周期参数记录模块；32、预调试综合数据存储模块；4、预调试命令分析端；41、日前数据录入单元；42、应对调试参数处理单元；43、分控调控信号输出单元；5、日内峰值和频率参数监控端；6、日后预调试参数生成端；61、日内调试参数独立存储模块；62、日前和日内双向变量提取模块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本技术方案的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，一种火电机组调峰调频系统，包括峰值和频率调控系统组1，峰值和频率调控系统组1中设置有前端变量参数监控端2、预调试应用数据库构建端3、日内峰值和频率参数监控端5和日后预调试参数生成端6，预调试应用数据库构建端3信号传输端设置有预调试命令分析端4。

在本实施例中，峰值和频率调控系统组1作为调控集成组，用于布置前端变量参数监控端2、预调试应用数据库构建端3、日内峰值和频率参数监控端5以及日后预调试参数生成端6。预调试命令分析端4设置于火电机组端，用于向火电机组端录入峰值和频率调试信号。其中，日内峰值和频率参数监控端5用于日内向前端变量参数监控端2发送监控信号，使前端变量参数监控端2可同步获取日内监控参数。

前端变量参数监控端2包括功率跟踪负荷监控模块21、系统调节惯量分析模块22以及峰值和频率变化速率监控模块23。功率跟踪负荷监控模块21、系统调节惯量分析模块22以及峰值和频率变化速率监控模块23均设置于火电机组内。功率跟踪负荷监控模块21、系统调节惯量分析模块22和峰值和频率变化速率监控模块23分别用于获取火电机组功率跟踪负荷、系统调节惯量以及峰值和频率变化速率，并将获取参数分类成日前监控参数及日内监控参数。

在本实施例中，前端变量参数监控端2用于监控火电机组，功率跟踪负荷监控模块21监控火电机组功率跟踪负荷（即机组设备所消耗的功率负荷），系统调节惯量分析模块22监控当前系统调节惯量，即火电机组中发电机和跟踪负荷之间的功率不平衡引起的频率波动。峰值和频率变化速率监控模块23监控当前火电机组产生频率波动后的峰值和频率变化速率。

在本实施例中，功率跟踪负荷监控模块21和峰值和频率变化速率监控模块23均选用双向计量智能电表，功率跟踪负荷监控模块21和峰值和频率变化速率监控模块23接入火电机组，用以火电机组功率跟踪负荷、火电机组电力峰值以及火电机组电力频率的监控，系统调节惯量分析模块22为电网数据分析仪（型号选用HXH-MD8502A）。

预调试应用数据库构建端3，预调试应用数据库构建端3与前端变量参数监控端2信号连接。预调试应用数据库构建端3通过读取前端变量参数监控端2获取的日前监控参数以及火电机组处于稳定状态时的原初参数，用以构建供单次预调试参考的数据库。

在本实施例中，前端变量参数监控端2首次监控获取的日前调试参数通过预调试应用数据库构建端3进行独立存储，作为前次的单次调试数据，进而在录入处于稳定状态时的原初参数后，将两项参数作为数据库的构建参数。

预调试应用数据库构建端3构成单次预调试数据库后，预调试命令分析端4获取预调试应用数据库构建端3中的日前监控参数与原初参数之间的偏差项，分析各偏差项目的具体参数变动率。

在本实施例中，预调试命令分析端4可同步读取预调试应用数据库构建端3中存储的日前监控参数以及火电机组处于稳定状态时的原初参数。

预调试命令分析端4获取专项参数的变动率数据后，将各参数综合为日前读取周期参数变动项，并分析用以应对日前周期变动的峰值频率预调试参数。

日内峰值和频率参数监控端5实时读取前端变量参数监控端2获取的日内监控参数，待获取日内监控参数高于预调试应用数据库构建端3中原初参数时，即判定火电机组当前频率和峰值变动量无法满足日内产生值。预调试命令分析端4接收非正常信号后，依据获取的日前周期参数变动率模拟预调试信号，并发送至火电机组调峰调频执行端。

在本实施例中，因传统控制系统调控响应时间较长，且波动周期性无法确定，其通过将输出限值一次性调升至最大可处理阈值的方式，在短期的波动影响消失时，仍存在对调控系统的较高占用率的问题。为解决该问题，本发明在日内峰值和频率参数监控端5监控获取日内频率和峰值变动异常后，首先通过预调试命令分析端4分析获取用以应对日前周期变动的峰值频率预调试参数，将预调试参数作为峰值和频率预调试命令发送至火电机组中控端，用以作为提前应对调控量的备用，避免在非大波动影响下单一调控定值，增加对电力调控系统的占用率。同时日内峰值和频率参数监控端5将日内频率和峰值参数二次上传至预调试命令分析端4，通过预调试命令分析端4分析日内各项参数的变动率，获取可消除日内异常波动的峰值和频率调试参数，进而在日内峰值和频率参数监控端5监控端获取日内频率和峰值变动超出预调试命令的可控范围后，再将对应日内异常的调试参数逐级提升，直至不再异常波动并保持稳定。

日后预调试参数生成端6读取日内实际调试参数以及日前模拟的预调试参数后，提取双项参数中的最大调试变量作为下一周期的预调试参数，其中，日后预调试参数生成端6生成的下一周期的预调试参数向电网调峰和调频系统中输送，通过电网调峰和调频系统根据当前调试参数执行调试命令，而电网调峰和调频系统根据预调试参数执行调试命令的执行方式为本领域公知技术手段，并非本发明改进内容，因此在本说明书中不再赘述。

预调试应用数据库构建端3包括前周期参数记录模块31和预调试综合数据存储模块32，前周期参数记录模块31用于提取前端变量参数监控端2监控数据中单独分类的日前监控参数，预调试综合数据存储模块32用于将提取的日前监控参数单次存储。

预调试命令分析端4包括日前数据录入单元41、应对调试参数处理单元42和分控调控信号输出单元43。日前数据录入单元41用于读取预调试综合数据存储模块32中的日前监控参数，并将日前监控参数向应对调试参数处理单元42中录入。应对调试参数处理单元42分析日前监控参数和原初参数之间偏差项，进而获取周期参数变动率，分控调控信号输出单元43依据周期参数变动率模拟日内频率和峰值预调试信号。

日后预调试参数生成端6包括日内调试参数独立存储模块61和日前和日内双向变量提取模块62，日前和日内双向变量提取模块62与日内调试参数独立存储模块61以及分控调控信号输出单元43信号连接。日内调试参数独立存储模块61存储日内实际调试参数后，通过日前和日内双向变量提取模块62输出下一周期的预调试参数。

本发明的使用步骤为：

步骤S1、通过功率跟踪负荷监控模块21、系统调节惯量分析模块22和峰值和频率变化速率监控模块23读取前周期功率跟踪符合参数、系统调节惯量参数、峰值和频率的变化速率参数、调配相应时长参数，使前周期参数记录模块31将日前周期的监控参数录入预调试综合数据存储模块32之后，预调试综合数据存储模块32采集现有数据库中或火电机组处于稳定时的原处参数，进而通过日前数据及原处数据构成供单次输出的预调试数据库。

步骤S2、通过日前数据录入单元41读取预调试综合数据存储模块32内代入对应的原初参数，此后，应对调试参数处理单元42比对分析获取日前读取周期中的参数变动率，并构建用于备用预调试的执行命令。

步骤S3、通过日内峰值和频率参数监控端5控制功率跟踪负荷监控模块21、系统调节惯量分析模块22和峰值和频率变化速率监控模块23实时获取日内监控参数。待日内峰值和频率参数监控端5分析当火电机组峰值和频率异常时，即依据分控调控信号输出单元43向火电机组中控端输出备用预调试的执行命令，进而预先将支撑系统中的可用峰值和频率调试成日前周期变动率中的最大上升值，用于当前火电机组峰值和频率异常时的临时调控。同时，应对调试参数处理单元42分析日内各项参数的变动率，获取可消除日内异常波动的峰值和频率调试参数，

步骤S4、临时调控后，日内峰值和频率参数监控端5获取火电机组峰值和频率无法在临时的备用调控命令下维持稳定时，再通过分控调控信号输出单元43输出对应日内异常的调试参数，通过电网调峰调频系统超出备用控制命令的临时调控权限将火电机组峰值和频率逐级调控至下一阶段（根据已有的电网调峰调频系统调试档位逐级调升），直至火电机组峰值和频率下降维持稳定后，日内调试参数独立存储模块61将本次调试参数存储，通过日前和日内双向变量提取模块62提取双项参数中的最大调试变量作为下一周期的预调试参数，作为下一调试周期的预调试参数。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种火电机组调峰调频系统，包括峰值和频率调控系统组（1），其特征在于：所述峰值和频率调控系统组（1）中设置有前端变量参数监控端（2）、预调试应用数据库构建端（3）、日内峰值和频率参数监控端（5）和日后预调试参数生成端（6），所述预调试应用数据库构建端（3）信号传输端设置有预调试命令分析端（4）；

所述预调试应用数据库构建端（3）与所述前端变量参数监控端（2）信号连接，所述预调试应用数据库构建端（3）通过读取所述前端变量参数监控端（2）获取的日前监控参数以及火电机组处于稳定状态时的原初参数，用以构建供单次预调试参考的数据库；

所述预调试应用数据库构建端（3）构成单次预调试数据库后，所述预调试命令分析端（4）获取所述预调试应用数据库构建端（3）中的日前监控参数与原初参数之间的偏差项，分析各偏差项目的具体参数变动率；

所述日内峰值和频率参数监控端（5）实时读取所述前端变量参数监控端（2）获取的日内监控参数，待获取日内监控参数高于所述预调试应用数据库构建端（3）中原初参数时，即判定火电机组当前频率和峰值变动量无法满足日内产生值，所述预调试命令分析端（4）接收非正常信号后，依据获取的日前周期参数变动率模拟预调试信号，并发送至火电机组调峰调频执行端。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组调峰调频系统，其特征在于：所述前端变量参数监控端（2）包括功率跟踪负荷监控模块（21）、系统调节惯量分析模块（22）以及峰值和频率变化速率监控模块（23），所述功率跟踪负荷监控模块（21）、系统调节惯量分析模块（22）以及峰值和频率变化速率监控模块（23）均设置于火电机组内，所述功率跟踪负荷监控模块（21）、系统调节惯量分析模块（22）以及峰值和频率变化速率监控模块（23）分别用于获取火电机组功率跟踪负荷、系统调节惯量以及峰值和频率变化速率，并将获取参数分类成日前监控参数及日内监控参数。

3.根据权利要求1所述的一种火电机组调峰调频系统，其特征在于：所述日后预调试参数生成端（6）读取日内实际调试参数以及日前模拟的预调试参数后，提取双项参数中的最大调试变量作为下一周期的预调试参数。

4.根据权利要求1所述的一种火电机组调峰调频系统，其特征在于：所述预调试应用数据库构建端（3）包括前周期参数记录模块（31）和预调试综合数据存储模块（32），所述前周期参数记录模块（31）用于提取所述前端变量参数监控端（2）监控数据中单独分类的日前监控参数，所述预调试综合数据存储模块（32）用于将提取的日前监控参数单次存储。

5.根据权利要求4所述的一种火电机组调峰调频系统，其特征在于：所述预调试命令分析端（4）包括日前数据录入单元（41）、应对调试参数处理单元（42）和分控调控信号输出单元（43），所述日前数据录入单元（41）用于读取所述预调试综合数据存储模块（32）中的日前监控参数，并将日前监控参数向所述应对调试参数处理单元（42）中录入，所述应对调试参数处理单元（42）分析日前监控参数和原初参数之间偏差项，进而获取周期参数变动率，所述分控调控信号输出单元（43）依据周期参数变动率模拟日内频率和峰值预调试信号。

6.根据权利要求5所述的一种火电机组调峰调频系统，其特征在于：所述日后预调试参数生成端（6）包括日内调试参数独立存储模块（61）和日前和日内双向变量提取模块（62），所述日前和日内双向变量提取模块（62）与所述日内调试参数独立存储模块（61）以及所述分控调控信号输出单元（43）信号连接，所述日内调试参数独立存储模块（61）存储日内实际调试参数后，通过所述日前和日内双向变量提取模块（62）输出下一周期的预调试参数。