CN205540256U - 一种火电机组一次调频远程测试安控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电机组一次调频远程测试安控装置，包括高低限幅模块，高低限幅模块接收调度下发的一次调频扰动遥调信号，经高低限幅后的输出经过乘法器接入模拟量切换器的一个输入端，另一个输入端连接信号采集器，所述模拟量切换器的输出值为实际进行控制的转速偏差信号，通过一次调频补偿后分别送至协调控制侧和数字电液控制侧；模拟量切换器的置位端连接RS触发器的输出端，所述输出端的值还作为一次调频进入测试信号送至远程测控终端。本实用新型能实现火电机组对调度一次调频远程测试信号的分析判断，确保远程测试信号的有效性，满足电网对火电机组一次调频动作做功的需求，有效保证火电机组的安全运行和电网系统的频率稳定。

Description

一种火电机组一次调频远程测试安控装置

技术领域

本实用新型涉及一种火电机组一次调频远程测试安控装置。

背景技术

随着新能源并网、负荷增长和电网规模的不断增大，在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高，网厂协调功能中的一次调频成为稳定电网的有效手段之一。发电机组一次调频功能是汽轮发电机组固有的功能，主要是通过调节DEH系统的进汽调节门，利用锅炉蓄热，在电网出现异常的情况下，快速响应电网的要求，稳定电网频率，以弥补电网负荷差距，维持电网的安全。

一次调节对系统频率变化的响应快，根据IEEE的统计，电力系统综合的一次调节特性时间常数一般在10秒左右；由于发电机的一次调节仅作用于原动机的阀门位置，而未作用于火力发电机组的燃烧系统，当阀门开度增大时，是锅炉中的蓄热暂时改变了原动机的功率，由于燃烧系统中的化学能量没有发生变化，随着蓄热量的减少，原动机的功率又会回到原来的水平。因而，火力发电机组一次调节的作用时间是短暂的。不同类型的火力发电机组，由于蓄热量的不同，一次调节的作用时间为0.5到2分钟不等。发电机的一次调节采用的调整方法是有差特性法，其优点是所有机组的调整只与一个参变量有关(即与系统频率有关)，机组之间互相影响小。目前，电网调度管理对机组的一次调频性能考核计算参数来源于调度计划和EMS(能量管理系统)。机组对应的频率、有功等测点信息定义在WAMS(广域监测系统)遥测定义表中，根据WAMS中定义遥测信息从PMU(同步向量测量装置)实时库中获取一次调频扰动计算的频率、有功、转速、一次调频前后指令等遥测数据。

由于控制区内机组的一次调频性能直接决定了控制区在频率突发性事故中对互联电网的快速调节能力，所以，在电网运行中，有必要对机组与控制区一次调频性能开展监视与评价，使电网在不断变化的负荷需求下能够具备较好的一次调频性能。目前，国内江苏、山东等省市已经开展了一次调频的远程测试评价等相关工作，通过远程人为改变某机组的电网频率值，观测其动作性能并进行评价，以判断该机组的一次调频性能是否满足电网《火力发电机组一次调频试验导则》等相关标准规定的要求。目前，火电机组一次调频调节主要为协调控制(CCS)和数字电液控制(DEH)共同动作来完成，如图1所示，将转速偏差通过电网规定的一次调 频补偿量函数换算成需要补偿的功率量，一路送至CCS侧叠加至负荷指令值上生成新的负荷指令值，通过汽轮机PID控制器进行调节；一路送至DEH侧，经过线性转换成对应的阀门开度变化量，叠加至原有阀门开度指令上生成最终的阀门开度指令值，调节阀门执行器的开度。

由于一次调频存在的快速性、短暂性等特性，其调整曲线在电厂机组侧主要以尖脉冲形式体现，即使在进行远程测试时，远程测试指令的持续时间一般最长为1分钟左右。如果火电机组接收到的指令，尤其是调度远程测试系统所下发的遥调量在信号的处理或传输过程中被污染为不合理的极大或极小值，机组一次调频据此动作则可能危害电厂设备安全，进而影响机组的安全稳定运行，给电网正常运行不利影响。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种火电机组一次调频远程测试安控装置，该装置能实现火电机组对调度一次调频远程测试信号的分析判断，确保远程测试信号的有效性，满足电网对火电机组一次调频动作做功的需求，有效保证火电机组的安全运行和电网系统的频率稳定。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种火电机组一次调频远程测试安控装置，包括信号采集器、乘法器、RS触发器、高低限幅模块和模拟量切换器，其中：

所述高低限幅模块接收调度下发的一次调频扰动遥调信号，经高低限幅后的输出经过乘法器接入模拟量切换器的一个输入端，另一个输入端连接信号采集器，所述模拟量切换器的输出值为实际进行控制的转速偏差信号，通过一次调频补偿后分别送至协调控制侧和数字电液控制侧；

所述模拟量切换器的置位端连接RS触发器的输出端，所述输出端的值还作为一次调频进入测试信号送至远程测控终端。

所述远程测控终端连接RS触发器的输出端的信号作为一次调频进入测试遥控信号，同时接收RS触发器的输出端的取反后的信号作为一次调频退出测试遥控信号。

所述RS触发器的输入端S接入一次调频进入测试遥控信号，输入端R连接逻辑或模块的输入端，所述逻辑或模块的输入端X1接入一次调频退出测试遥控信号，输入端X2连接高低限报警模块的输出端。

所述一次调频进入测试遥控信号、一次调频退出测试遥控信号均为开关量信号。

所述高低限报警模块的输入端X接入一次调频扰动遥调信号，高限值输入端连接第一模拟量发生器，低限制输入端连接第二模拟量发生器。

所述高低限幅模块的高限值输入端连接第一模拟量发生器，低限制输入端连接第二模拟量发生器。

所述第一模拟量发生器的值根据电网调度下发的遥调信号最大值设定，该值一般为0.067Hz至0.1Hz。

所述第二模拟量发生器的值根据电网调度下发的遥调信号最小值设定，该值一般为-0.1Hz至-0.067Hz。

本实用新型的有益效果为：

(1)并网机组的一次调频性能的好坏直接影响电网频率的稳定，通过装置能够实现火电机组对调度一次调频远程测试信号的分析判断，确保远程测试信号的有效性，为远程测试安全运行提供保障。

(2)通过对遥调信号和遥控信号的分析判断，能够实现对一次调频远程测试的稳定转换，保证转速偏差信号的准确、可靠，既保证机组不误动、不拒动，又确保需要动作时的动作幅值达到要求，一方面保持机组的安全运行，一方面能进一步提高电网频率的稳定性，进而确保广大用户的电气设备及电力设备的安全、有效运行。

附图说明

图1为常规一次调频动作控制示意图；

图2为本实用新型火电机组一次调频远程测试安控装置示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图2所示，一种火电机组一次调频远程测试安控装置，包括：模拟量发生器A、信号采集器S、乘法器MUL、RS触发器、逻辑或模块OR、逻辑取反模块NOT、高低限报警模块HLALM、高低限幅模块HLLMT和模拟量切换器AXSEL；

所述高低限幅模块HLLMT接收调度下发的一次调频扰动遥调信号，经高低限幅后的输出乘以60，即将频率偏差值转换为转速偏差值，然后接入模拟量切换器AXSEL的一个输入端Z1，接入模拟量切换器AXSEL的另一个输入端Z2；模拟量切换器AXSEL的输出为实际进行控制的转速偏差信号，经标准一次调频补偿量函数转换后分别送至DEH和CCS进行相关控制；RS触发器的输出一路接入模拟量切换器AXSEL的置位端，一路作为一次调频进 入测试信送至RTU，一路经逻辑取反模块NOT运算后生成一次调频退出测试信号送至RTU，RTU将相关信号返回至调度一次调频测控系统进行相关控制。

所述高低限幅模块HLLMT和高低限报警模块HLALM的高限值H由模拟量发生器A1设置为A1，低限值L由模拟量发生器A2设置。

所述RS触发器的置位端S接调度下发的一次调频进入测试遥控信号，为开关量脉冲信号；所述RS触发器的复位端R接逻辑或模块OR的输出。

所述逻辑或模块OR一个输入端X1接调度下发的一次调频退出测试遥控信号，另一个输入端X2接调度下发的一次调频扰动遥调信号经高低限报警模块HLALM分析判断后的输出信号。

所述模拟量发生器A1的值根据电网调度下发的遥调信号最大值设定，该值一般为0.067Hz至0.1Hz。

所述模拟量发生器A2的值根据电网调度下发的遥调信号最小值设定，该值一般为-0.1Hz至-0.067Hz。

具体工作原理如下：

电网频率不稳定时，发电机的转速会产生一个偏差Δn，若|Δn|>2，经一次调频补偿量函数f(x)补偿后，产生一个负荷补偿量ΔP1。按照国家电网《火力发电机组一次调频试验导则》等相关标准规定的要求，“一次调频扰动量的选择：每个试验负荷工况点，应至少分别进行±0.067Hz及±0.1Hz频差阶跃扰动试验。”

(1)若火电机组进行一次调频远程测试，则调度下发“一次调频进入测试遥控信号”，RS触发器S端置为1，此时RS触发器的输出保持1，模拟量切换器AXSEL的置位端S为1，模拟量切换器AXSEL将输入端Z1端的值输出，该值由调度下发的“一次调频扰动遥调信号”经高低限幅模块HLLMT后的频率值乘以60获得；测试过程中，若调度下发的“一次调频进入测试遥控信号”幅值超出正常调节范围，即大于A1或小于A2，则高低限报警模块HLALM的输出D为1，逻辑或模块OR的输出为1，RS触发器R端置为1，此时RS触发器被复位，其输出为0，经过逻辑取反模块NOT后为1，将“一次调频退出测试”经过RTU返回至调度一次调频测控系统；同时，模拟量切换器AXSEL的置位端S为0，模拟量切换器AXSEL将输入端Z2端的值输出，即进入正常一次调频运行模式，根据信号采集器S采集到的机组转速偏差测量值进行调节。

(2)若火电机组未进行一次调频远程测试，则调度下发“一次调频退出测试遥控信号”， 逻辑或模块OR的输出为1，RS触发器R端置为1，此时RS触发器被复位，其输出为0，模拟量切换器AXSEL的置位端S为0，模拟量切换器AXSEL将输入端Z2端的值输出，即根据信号采集器S采集到的机组转速偏差测量值进行正常一次调频调节。

具体示例1：

以山东电网为例，其规定机组一次调频远程测试的频率最大(小)幅值为±0.1Hz(±6rpm)，机组有功需在3s内对频率的偏差做出响应，持续时间为1min。

若火电机组未进行一次调频远程测试，则调度下发“一次调频退出测试遥控信号”，逻辑或模块OR的输出为1，RS触发器R端置为1，此时RS触发器被复位，其输出为0，模拟量切换器AXSEL的置位端S为0，模拟量切换器AXSEL将输入端Z2端的值输出，即根据信号采集器S采集到的机组转速偏差测量值进行正常一次调频调节。

若火电机组进行一次调频远程测试，则调度下发“一次调频进入测试遥控信号”，RS触发器S端置为1，此时RS触发器的输出保持1，模拟量切换器AXSEL的置位端S为1，模拟量切换器AXSEL将输入端Z1端的值输出：

(1)若本次调度下发的“一次调频扰动遥调信号”幅值大于等于-0.1Hz且小于等于0.1Hz，则该信号不受高低限幅模块HLLMT的幅值限制，该值经模拟量切换器AXSEL输出至一次调频补偿量函数进行运算后进行调节；

(2)若本次调度下发的“一次调频扰动遥调信号”幅值小于-0.1Hz或大于0.1Hz，即信号受到干扰超出正常测试范围，则高低限报警模块HLALM的输出D为1，逻辑或模块OR的输出为1，RS触发器R端置为1，此时RS触发器被复位，其输出为0，经过逻辑取反模块NOT后为1，将“一次调频退出测试”经过RTU返回至调度一次调频测控系统；同时，模拟量切换器AXSEL的置位端S为0，模拟量切换器AXSEL将输入端Z2端的值输出，即进入正常一次调频运行模式，根据信号采集器S采集到的机组转速偏差测量值进行调节。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：包括信号采集器、乘法器、RS触发器、高低限幅模块和模拟量切换器，其中：

所述高低限幅模块接收调度下发的一次调频扰动遥调信号，经高低限幅后的输出经过乘法器接入模拟量切换器的一个输入端，另一个输入端连接信号采集器，所述模拟量切换器的输出值为实际进行控制的转速偏差信号，通过一次调频补偿后分别送至协调控制侧和数字电液控制侧；

所述模拟量切换器的置位端连接RS触发器的输出端，所述输出端的值还作为一次调频进入测试信号送至远程测控终端。

2.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述远程测控终端连接RS触发器的输出端的信号作为一次调频进入测试遥控信号，同时接收RS触发器的输出端的取反后的信号作为一次调频退出测试遥控信号。

3.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述RS触发器的输入端S接入一次调频进入测试遥控信号，输入端R连接逻辑或模块的输入端，所述逻辑或模块的输入端X1接入一次调频退出测试遥控信号，输入端X2连接高低限报警模块的输出端。

4.如权利要求3所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述一次调频进入测试遥控信号、一次调频退出测试遥控信号均为开关量信号。

5.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述高低限报警模块的输入端X接入一次调频扰动遥调信号，高限值输入端连接第一模拟量发生器，低限制输入端连接第二模拟量发生器。

6.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述高低限幅模块的高限值输入端连接第一模拟量发生器，低限制输入端连接第二模拟量发生器。

7.如权利要求5或6所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述第一模拟量发生器的值根据电网调度下发的遥调信号最大值设定。

8.如权利要求5或6所述的一种火电机组一次调频远程测试安控装置，其特征是：所述第二模拟量发生器的值根据电网调度下发的遥调信号最小值设定。