CN219733478U - 一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统，涉及燃煤火电机组控制领域，通过分别与手动控制指令输入端和总阀门指令端连接的第一差值判断模块，对手动控制指令和总阀门指令的偏差进行判断，避免由于键盘异常、输入错误等问题导致手动设定值与燃煤火电机组的总阀门指令值偏差过大的情况，并设置了在手动控制指令输入端和总阀门指令端之间设置了与第一差值判断模块连接的第一选择模块，对汽机主控系统执行操作人员的手动输入指令的过程进行限制，避免机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

Description

一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统

技术领域

本实用新型涉及燃煤火电机组控制领域，特别是涉及一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统。

背景技术

随着风电、水电、光伏发电等新能源发电手段逐渐普及，新能源装机容量不断增长，为保障电力系统安全稳定的运行，燃煤火电机组的调峰压力也随之不断增大。实际应用中，通常采用以锅炉跟随为基础的机组协调控制系统，并以AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)控制方式运行该系统，对实现燃煤火电机组进行协调控制：当电力系统的负荷要求变化时，机组协调控制系统中的汽机主控系统受控形成相应的汽机主控指令，调节主蒸汽调节阀的开度，以改变进入汽机的蒸汽流量，使得发电机组发电工作，并通过调速器控制发电机组输出功率，使燃煤火电机组输出功率迅速满足电力系统的负荷要求。同时，机组协调控制系统还包括AGC调频系统，AGC调频系统分为一次调频和二次调频，一次调频是指机组的调节系统参与调节作用，通过一次调频指令改变机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡。同时，尽力减少电网频率的变化，一次调频是有差调频，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。二次调频也称为自动发电控制，是电网调度依据发电功率与用电功率的偏差通过AGC指令调节各机组的发电功率，使电网频率维持稳定的自动控制过程。

当汽机主控系统通过手操器从自动模式切换到手动模式时，需要操作人员手动输入手动控制指令以调节燃煤火电机组的负荷，以满足电力系统的负荷要求。现有技术中，并没有对操作人员手动输入的手动控制指令进行限制，若由于键盘异常、输入错误等问题，导致手动控制指令对应的手动设定值与燃煤火电机组的当前正在运行的总阀门指令对应的总阀门指令值相比偏差过大，会引起汽机主控系统发生大幅度改变，导致机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，进而导致机组非计划停运，存在很大的安全隐患，影响机组的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种汽机主控辅助系统，包括：

第一差值判断模块，所述第一差值判断模块的第一输入端与总阀门指令端连接，所述第一差值判断模块的第二输入端与手动控制指令输入端连接，所述第一差值判断模块的输出端与第一选择模块的控制端连接，用于确定所述总阀门指令端的总阀门指令值与所述手动控制指令输入端的手动设定值的第一差值，并对所述第一差值和第一预设阈值进行比较；

所述第一选择模块，所述第一选择模块的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第一选择模块的第二输入端与所述手动控制指令输入端连接，所述第一选择模块的输出端与所述总阀门指令端连接，用于当所述第一差值判断模块判定所述第一差值大于所述第一预设阈值时，输出所述总阀门指令值，当所述第一差值判断模块判定所述第一差值不大于所述第一预设阈值时，输出所述手动设定值。

优选地，所述第一差值判断模块，包括：

第一减法器，所述第一减法器的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第一减法器的第二输入端与所述手动控制指令输入端连接，所述第一减法器的输出端与第一高低限监视器的输入端连接，用于确定所述总阀门指令值与所述手动设定值的第一差值；

所述第一高低限监视器，所述第一高低限监视器的输出端与所述第一选择模块的控制端连接，用于对所述第一差值和第一预设阈值进行比较。

优选地，所述第一选择模块为模拟量切换器。

优选地，还包括：

第二差值判断模块，所述第二差值判断模块的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第二差值判断模块的第二输入端与调速器设定端连接，所述第二差值判断模块的输出端与手操器的控制端连接，用于确定所述总阀门指令值与所述调速器设定端的调速器设定值的第二差值，并对所述第二差值和第二预设阈值进行比较。

优选地，所述第二差值判断模块，包括：

第二减法器，所述第二减法器的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第二减法器的第二输入端与所述调速器设定端连接，所述第二减法器的输出端与第二高低限监视器的输入端连接，用于确定所述总阀门指令值与所述手调速器设定值的第二差值；

所述第二高低限监视器，所述第二高低限监视器的输出端与所述手操器控制端连接，用于对所述第二差值和第二预设阈值进行比较。

本实用新型还提供了一种机组协调控制系统，包括上述所述的汽机主控辅助系统，还包括AGC调频回路和汽机主控指令形成回路；

所述AGC调频回路的第一输入端与AGC指令值输入端连接，所述AGC调频回路的第二输入端与机组功率值输入端连接，所述AGC调频回路的输出端与所述汽机主控指令形成回路的输入端连接，用于向所述汽机主控指令形成回路输出AGC输出指令值；

所述汽机主控指令形成回路的输出端通过手操器分别与所述汽机主控辅助系统和总阀门指令端连接，用于在所述手操器切换至自动模式时，根据所述AGC输出指令值向所述总阀门指令端输出汽机主控指令值。

优选地，所述AGC调频回路包括：

第三差值判断模块，所述第三差值判断模块的第一输入端与当前机组转速值输入端连接，所述第三差值判断模块的第二输入端与额定机组转速值输入端连接，所述第三差值判断模块的第三输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述第三差值判断模块的第四输入端与机组功率值输入端连接，所述第三差值判断模块的输出端与第二选择模块的控制端连接，用于确定所述当前机组转速值输入端的当前机组转速值与所述额定机组转速值输入端的额定机组转速值的第三差值，以及，确定所述AGC指令值输入端的AGC指令值与所述机组功率值输入端的机组功率值输的第四差值，并对所述第三差值与第三预设阈值及第四预设阈值进行比较，对所述第四差值与第五预设阈值及第六预设阈值进行比较；

所述第二选择模块，所述第二选择模块的第一输入端与第一预设模拟量输入端连接，所述第二选择模块的第二输入端与第二预设模拟量输入端连接，所述第二选择模块的输出端与乘法器的第一输入端连接，用于当所述第三差值判断模块判定所述第三差值大于所述第三预设阈值且所述第四差值大于所述第五预设阈值，或所述第三差值小于所述第四预设阈值且所述第四差值小于所述第六预设阈值时，输出所述第一预设模拟量输入端的第一预设模拟量；否则，输出所述第二预设模拟量输入端的第二预设模拟量；

所述乘法器，所述乘法器的第二输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述乘法器的输出端与所述汽机主控指令形成回路的输入端连接，用于当所述第二选择模块输出所述第一预设模拟量时，输出作为所述AGC输出指令值的所述AGC指令值与所述第一预设模拟量的第一乘积；当所述第二选择模块输出所述第二预设模拟量时，输出作为所述AGC输出指令值的所述AGC指令值与所述第二预设模拟量的第二乘积。

优选地，所述第三差值判断模块包括：

第三减法器，所述第三减法器的第一输入端与所述当前机组转速值输入端连接，所述第三减法器的第二输入端与所述额定机组转速值输入端连接，所述第三减法器的第一输出端与第一高限监视器输入端连接，所述第三减法器的第二输出端与第一低限监视器输入端连接，用于确定所述当前机组转速值与所述额定机组转速值的第三差值；

第四减法器，所述第四减法器的第一输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述第四减法器的第二输入端与所述机组功率值输入端连接，所述第四减法器的第一输出端与第二高限监视器输入端连接，所述第四减法器的第二输出端与第二低限监视器输入端连接，用于确定所述AGC指令值与所述机组功率值的第四差值；

所述第一高限监视器，所述第一高限监视器的输出端与第二选择模块的第一输入端连接，用于对所述第三差值和第三预设阈值进行比较；

所述第一低限监视器，所述第一低限监视器的输出端与第二选择模块的第二输入端连接，用于对所述第三差值和第四预设阈值进行比较；

所述第二高限监视器，所述第二高限监视器的输出端与第二选择模块的第三输入端连接，用于对所述第四差值和第五预设阈值进行比较；

所述第二低限监视器，所述第二低限监视器的输出端与第二选择模块的第四输入端连接，用于对所述第四差值和第六预设阈值进行比较；

第一逻辑与模块，所述第一逻辑与模块的第一输入端与所述第一高限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的第二输入端与所述第二高限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的输出端与逻辑或模块的第一输入端连接；

第二逻辑与模块，所述第二逻辑与模块的第一输入端与所述第一低限监视器的输出端连接，所述第二逻辑与模块的第二输入端与所述第二低限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的输出端与所述逻辑或模块的第二输入端连接；

所述逻辑或模块，所述逻辑或模块的输出端分别与延时模块的输入端和第三逻辑与模块的第一输入端连接；

所述延时模块，所述延时模块的输出端与所述第三逻辑与模块的第二输入端连接，用于对逻辑或模块的输出延长预设时长后，输出至所述第三逻辑与模块的第二输入端；

所述第三逻辑与模块，所述第三逻辑与模块的输出端与所述第二选择模块的控制端连接。

本实用新型提供的汽机主控辅助系统及机组协调控制系统，通过分别与手动控制指令输入端和总阀门指令端连接的第一差值判断模块，对手动控制指令和总阀门指令的偏差进行判断，避免由于键盘异常、输入错误等问题导致手动设定值与燃煤火电机组的总阀门指令值偏差过大的情况，并设置了在手动控制指令输入端和总阀门指令端之间设置了与第一差值判断模块连接的第一选择模块，对汽机主控系统执行操作人员的手动输入指令的过程进行限制，避免机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实施例提供的一种汽机主控辅助系统的结构示意图；

图2为本实施例提供的一种汽机主控辅助系统的逻辑图；

图3为本实施例提供的一种机组协调控制系统的逻辑图；

图4为本实施例提供的一种机组协调控制系统的逻辑图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种汽机主控辅助系统及机组协调控制系统，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实施例提供的一种汽机主控辅助系统的结构示意图，包括：

第一差值判断模块101，第一差值判断模块101的第一输入端与总阀门指令端42连接，第一差值判断模块101的第二输入端与手动控制指令输入端连接，第一差值判断模块101的输出端与第一选择模块102的控制端连接，用于确定总阀门指令端42的总阀门指令值与手动控制指令输入端的手动设定值的第一差值，并对第一差值和第一预设阈值进行比较；

第一选择模块102，第一选择模块102的第一输入端与总阀门指令端42连接，第一选择模块102的第二输入端与手动控制指令输入端连接，第一选择模块102的输出端与总阀门指令端42连接，用于当第一差值判断模块101判定第一差值大于第一预设阈值时，输出总阀门指令值，当第一差值判断模块101判定第一差值不大于第一预设阈值时，输出手动设定值。

具体实施例中，在通过手操器29将汽机主控系统从自动模式切换到手动模式后，操作人员手动输入手动控制指令以调节燃煤火电机组的负荷，第一差值判断模块101对总阀门指令端42的总阀门指令值与手动控制指令输入端的手动设定值进行差值计算，得到总阀门指令值与手动设定值的第一差值；其中，总阀门指令值代表操作人员手动输入手动控制指令时的机组当前运行状态。

若第一差值大于第一预设阈值，则表明手动控制指令对应的手动设定值，与燃煤火电机组的当前正在运行的总阀门指令对应的总阀门指令值相比偏差过大，即根据操作人员手动输入的手动控制指令对机组进行控制，会导致汽机主控指令大幅度变化，此时控制第一选择模块102输出总阀门指令值，即并不执行操作人员手动输入的手动控制指令的控制，而是仍维持当前正在运行的总阀门指令的控制，起到闭锁手动输入指令的作用。

本实用新型提供的汽机主控辅助系统及机组协调控制系统，通过分别与手动控制指令输入端和总阀门指令端42连接的第一差值判断模块101，对手动控制指令和总阀门指令的偏差进行判断，避免由于键盘异常、输入错误等问题导致手动设定值与燃煤火电机组的总阀门指令值偏差过大的情况，并设置了在手动控制指令输入端和总阀门指令端42之间设置了与第一差值判断模块101连接的第一选择模块102，对汽机主控系统执行操作人员的手动输入指令的过程进行限制，避免机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，请参考图2，图2为本实施例提供的一种汽机主控辅助系统的逻辑图：

第一差值判断模块101，包括：

第一减法器32，第一减法器32的第一输入端与总阀门指令端42连接，第一减法器32的第二输入端与手动控制指令输入端连接，第一减法器32的输出端与第一高低限监视器33的输入端连接，用于确定总阀门指令值与手动设定值的第一差值；

第一高低限监视器33，第一高低限监视器33的输出端与第一选择模块102的控制端连接，用于对第一差值和第一预设阈值进行比较。

具体实施例中，第一减法器32对操作人员手动输入的手动控制指令的手动设定值和总阀门指令值进行差值计算，第一高低限监视器33对第一差值和第一预设阈值进行比较，根据比较结果向第一选择模块102输出1(True)或为0(False)，以使第一选择模块102在当第一差值大于第一预设阈值时，输出总阀门指令值，当第一差值不大于第一预设阈值时，输出手动设定值。

需要说明的是，第一减法器32的输入为2个模拟量，每个输入都使用本身的增益和偏置进行校正计算，然后再对校正过的输入值进行减法计算。标记“+”的输入端(IN1)是被减数，标记“-”的输入端(IN2)是减数。第一减法器32的输入1(IN1)的增益(IN1Gain)不能为零，如果增益为零则算法报警并置参数错，跟踪输出(AlgStOut)值保持上次增益不为0的值。IN1Gain为0对正向计算输出值(OutPut)没有影响；第一高低限监视器33根据给定的高、低限值对输入模拟量进行检查，即根据给定的第一预设阈值对第一差值进行检查，如果输入(IN1)等于或超过高限值，或者等于或低于低限值，则输出开关量为1，否则为0。

本实施例通过分别与总阀门指令端42和手动控制指令输入端连接的第一减法器32，实现对总阀门指令值与手动设定值这两个模拟量的差值计算，得到第一差值，并通过第一高低限监视器33对第一差值进行检查，以实现对手动控制指令和总阀门指令的偏差进行判断，避免由于键盘异常、输入错误等问题导致手动设定值与燃煤火电机组的总阀门指令值偏差过大的情况，提高机组的稳定性。

作为一种优选地实施例，第一选择模块102为模拟量切换器34。

模拟量切换器34具有两个模拟量输入端，一个开关量输入端，一个模拟量输出端；模拟量切换器34的两个模拟量输入端分别对应第一选择模块102的第一输入端和第二输入端，模拟量切换器34的开关量输入端对应第一选择模块102的控制端，模拟量切换器34的模拟量输出端对应第一选择模块102的输出端。

具体实施中，模拟量切换器34根据开关量输入端的数值决定两个模拟量输入中的哪一个作为输出：当开关量输入端变为1(True)时，即第一差值判断模块101判定第一差值大于第一预设阈值时，模拟量切换器34输出等于Y端的模拟量的值的模拟量，即输出总阀门指令值；当开关量输入端变为0(False)时，模拟量切换器34输出等于N端的模拟量的值的模拟量，即输出手动设定值。

本实施例通过模拟量切换器34实现模拟量输入二选一切换功能，由于模拟量切换器34具有跟踪状态下的输出爬坡功能，可避免输出突变，进一步提高机组的稳定性和安全性。

作为一种优选地实施例，还包括：

第二差值判断模块，第二差值判断模块的第一输入端与总阀门指令端42连接，第二差值判断模块的第二输入端与调速器设定端连接，第二差值判断模块的输出端与手操器29的控制端连接，用于确定总阀门指令值与调速器设定端的调速器设定值的第二差值，并对第二差值和第二预设阈值进行比较。

为了保持电网频率稳定在额定频率一定偏差范围内，会通过调速器下发相应的控制指令来控制发电机组输出功率。但在通过调速器进行调频的过程中，可能发生调速器设定值与机组当前运行状态对应的总阀门指令值偏差过大的情况，会引起汽机主控系统发声大幅度改变，导致机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，进而导致机组非计划停运，存在很大的安全隐患，影响机组的稳定运行。

具体实施例中，通过第二差值判断模块对总阀门指令端42的总阀门指令值与调速器设定端的调速器设定值进行差值计算，得到总阀门指令值与调速器设定端的调速器设定值的第二差值；其中，总阀门指令值代表操作人员手动输入手动控制指令时的机组当前运行状态。

若第二差值大于第二预设阈值，则表明调速器设定值与总阀门指令值相比偏差过大，即根据调速器自动下发的控制指令对机组进行控制，会导致汽机主控指令大幅度变化，此时与第二差值判断模块的输出端连接的手操器29将汽机主控系统从自动模式切换到手动模式，需要操作人员手动输入手动控制指令以调节燃煤火电机组的负荷，以满足电力系统的负荷要求，汽机主控系统仍维持当前正在运行的总阀门指令的控制。

本实施例通过第二差值判断模块对调速器设定值与总阀门指令值的偏差进行判断，避免由于调速器调速过程中出现失误，导致总阀门指令大幅度变化，进而引起机组负荷震荡、阀门快速开关、主汽压快速波动、汽包水位波动等一系列异常情况，减少机组非计划停运出现的次数，提高机组的稳定性和安全性。

作为一种优选地实施例，第二差值判断模块，包括：

第二减法器39，第二减法器39的第一输入端与总阀门指令端42连接，第二减法器39的第二输入端与调速器设定端连接，第二减法器39的输出端与第二高低限监视器40的输入端连接，用于确定总阀门指令值与手调速器设定值的第二差值；

第二高低限监视器40，第二高低限监视器40的输出端与手操器29控制端连接，用于对第二差值和第二预设阈值进行比较。

具体实施例中，第二减法器39总阀门指令端42的总阀门指令值与调速器设定端的调速器设定值进行差值计算，第二高低限监视器40对第二差值和第二预设阈值进行比较，根据比较结果向手操器29的控制端输出1(True)或为0(False)，以使手操器29在当第二差值大于第二预设阈值时，将汽机主控系统从自动模式切换到手动模式。

本实施例通过第二减法器39得到第一差值，并通过第二高低限监视器40对第二差值进行检查，以实现对调速器设定值和总阀门指令值的偏差进行判断，避免调速器调速过程中出现失误，导致总阀门指令大幅度变化，提高机组的稳定性。

本实用新型还提供了一种机组协调控制系统，包括上述的汽机主控辅助系统，还包括AGC调频回路和汽机主控指令形成回路；

请参考图3，图3为本实施例提供的一种机组协调控制系统的逻辑图：

AGC调频回路的第一输入端与AGC指令值输入端连接，AGC调频回路的第二输入端与机组功率值输入端连接，AGC调频回路的输出端与汽机主控指令形成回路的输入端连接，用于向汽机主控指令形成回路输出AGC输出指令值；

汽机主控指令形成回路的输出端通过手操器29分别与汽机主控辅助系统和总阀门指令端42连接，用于在手操器29切换至自动模式时，根据AGC输出指令值向总阀门指令端42输出汽机主控指令值。

本实施提供的一种机组协调控制系统，通过AGC调频回路实现对机组协调控制系统的一次调频和二次调频，通过汽机主控指令形成回路在自动模式形成汽机主控指令，并通过汽机主控辅助系统对汽机主控系统执行操作人员的手动输入指令的过程进行限制，在保证主汽压力稳定的前提下，提高机组负荷变化率，减少机组主要参数波动，适应电网快速响应负荷的要求。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，AGC调频回路包括：

第三差值判断模块，第三差值判断模块的第一输入端与当前机组转速值输入端连接，第三差值判断模块的第二输入端与额定机组转速值输入端连接，第三差值判断模块的第三输入端与AGC指令值输入端连接，第三差值判断模块的第四输入端与机组功率值输入端连接，第三差值判断模块的输出端与第二选择模块的控制端连接，用于确定当前机组转速值输入端的当前机组转速值与额定机组转速值输入端的额定机组转速值的第三差值，以及，确定AGC指令值输入端的AGC指令值与机组功率值输入端的机组功率值输的第四差值，并对第三差值与第三预设阈值及第四预设阈值进行比较，对第四差值与第五预设阈值及第六预设阈值进行比较；

第二选择模块，第二选择模块的第一输入端与第一预设模拟量输入端12连接，第二选择模块的第二输入端与第二预设模拟量输入端13连接，第二选择模块的输出端与乘法器17的第一输入端连接，用于当第三差值判断模块判定第三差值大于第三预设阈值且第四差值大于第五预设阈值，或第三差值小于第四预设阈值且第四差值小于第六预设阈值时，输出第一预设模拟量输入端12的第一预设模拟量；否则，输出第二预设模拟量输入端13的第二预设模拟量；

乘法器17，乘法器17的第二输入端与AGC指令值输入端连接，乘法器17的输出端与汽机主控指令形成回路的输入端连接，用于当第二选择模块输出第一预设模拟量时，输出作为AGC输出指令值的AGC指令值与第一预设模拟量的第一乘积；当第二选择模块输出第二预设模拟量时，输出作为AGC输出指令值的AGC指令值与第二预设模拟量的第二乘积。

AGC调频回路在进行二次调频时，自动根据电网的控制需求下发AGC指令，由于AGC调频回路进行二次调频的工作时间长于一次调频，且由于其经过速率限制后动作优先性低于一次调频，故在实际运行中存在部分情况下，一次调频和AGC指令动作反向的情况发生，造成一次调频动作幅度达不到频率补偿的需要。

作为一种优选地实施例，请参考图4，图4为本实施例提供的一种机组协调控制系统的逻辑图：

第三差值判断模块包括：

第三减法器1，第三减法器1的第一输入端与当前机组转速值输入端连接，第三减法器1的第二输入端与额定机组转速值输入端连接，第三减法器1的第一输出端与第一高限监视器4输入端连接，第三减法器1的第二输出端与第一低限监视器3输入端连接，用于确定当前机组转速值与额定机组转速值的第三差值；

第四减法器2，第四减法器2的第一输入端与AGC指令值输入端连接，第四减法器2的第二输入端与机组功率值输入端连接，第四减法器2的第一输出端与第二高限监视器5输入端连接，第四减法器2的第二输出端与第二低限监视器6输入端连接，用于确定AGC指令值与机组功率值的第四差值；

第一高限监视器4，第一高限监视器4的输出端与第二选择模块的第一输入端连接，用于对第三差值和第三预设阈值进行比较；

第一低限监视器3，第一低限监视器3的输出端与第二选择模块的第二输入端连接，用于对第三差值和第四预设阈值进行比较；

第二高限监视器5，第二高限监视器5的输出端与第二选择模块的第三输入端连接，用于对第四差值和第五预设阈值进行比较；

第二低限监视器6，第二低限监视器6的输出端与第二选择模块的第四输入端连接，用于对第四差值和第六预设阈值进行比较；

第一逻辑与模块7，第一逻辑与模块7的第一输入端与第一高限监视器4的输出端连接，第一逻辑与模块7的第二输入端与第二高限监视器5的输出端连接，第一逻辑与模块7的输出端与逻辑或模块8的第一输入端连接；

第二逻辑与模块9，第二逻辑与模块9的第一输入端与第一低限监视器3的输出端连接，第二逻辑与模块9的第二输入端与第二低限监视器6的输出端连接，第一逻辑与模块7的输出端与逻辑或模块8的第二输入端连接；

逻辑或模块8，逻辑或模块8的输出端分别与延时模块11的输入端和第三逻辑与模块10的第一输入端连接；

延时模块11，延时模块11的输出端与第三逻辑与模块10的第二输入端连接，用于对逻辑或模块8的输出延长预设时长后，输出至第三逻辑与模块10的第二输入端；

第三逻辑与模块10，第三逻辑与模块10的输出端与第二选择模块的控制端连接。

具体实施例中，根据机组当前转速和机组当前功率判断一次调频的方向，即通过第三减法器1对当前机组转速与额定机组转速值3000r/min进行差值计算，通过第四减法器2对AGC指令值与机组当前功率值进行差值计算。

第一高限监视器4法根据给定的高限值对输入模拟量进行检查，即根据给定的第三预设阈值对第三差值进行检查，当第三差值大于第三预设阈值2r/min时，则输出开关量为1，否则为0；第二高限监视器5则根据给定的第五预设阈值对第四差值进行检查，当第四差值大于第五预设阈值2MW时，则输出开关量为1，否则为0。

第一低限监视器3法根据给定的低限值对输入模拟量进行检查，即根据给定的第四预设阈值对第三差值进行检查，当第三差值小于第四预设阈值-2r/min时，则输出开关量为1，否则为0；第二低限监视器6则根据给定的第六预设阈值对第四差值进行检查，当第四差值小于第六预设阈值2MW时，则输出开关量为1，否则为0。

在第一高限监视器4和第二高限监视器5输出均为1时，第一高限监视器4和第二高限监视器5输出均为1输出为1；在第一低限监视器3和第二低限监视器6输出均为1时，第二逻辑与模块9输出为1；当逻辑或模块8的两个输入端有一个接收到1时，逻辑或模块8输出为1；通过延时模块11对逻辑或模块8的输出延时预设时长60s后，直接输出至第三逻辑与模块10，作为第二选择模块的触发条件。

具体实施例中，第二选择模块可以为模拟量切换器34，当第三逻辑与模块10输出为1时，模拟量切换器34输出等于Y端的模拟量的值的模拟量，即输出第一预设模拟量输入端12的第一预设模拟量0.2；当第三逻辑与模块10输出为0时，模拟量切换器34输出等于N端的模拟量的值的模拟量，即输出第二预设模拟量输入端13的第二预设模拟量1。

本实施例通过高限监视器、低限监视器及减法器实现对一次调频和AGC指令的动作方向的判定，通过“与”、“或”等逻辑块实现该逻辑控制方法，还通过延时模块11对判断结果进行了延迟处理，提高对一次调频和AGC指令的动作方向这一状态的判定的准确性，提高火电机组对调度一次调频响应的精确性，切实保障电网系统的频率稳定。

具体实施例中，第二选择模块为第二模拟量切换器14，AGC指令在通过乘法器17与第二模拟量切换器14的输出值相乘之前，还要通过第一超前滞后模块15对AGC指令进行超前滞后校正，以保证AGC指令的稳定性：第一超前滞后模块15的输入端与AGC指令输入端连接，第一超前滞后模块15的输出端与第一加法器16的第一输入端连接，第一加法器16的第二输入端与AGC指令输入端连接，第一加法器16的输出端与乘法器17的第二输入端连接。

AGC调频回路的触发条件为：主汽压力设定值与主汽压力经过第五减法器22输出至第三高低限监视器23，限制为±0.8，超限即输出至第一取反模块24取反，作为AGC调频触发的先决条件。

第五减法器22的第一输入端与主汽压力设定端连接，第五减法器22的第二输入端与主汽压力端连接，第五减法器22的输出端与第三高低限监视器23的输入端连接；第三高低限监视器23的输出端与第一取反模块24的输入端连接；第一取反模块24的输出端与第三模拟量切换器19的控制端连接。

第三模拟量切换器19的第一输入端与乘法器17的输出端连接，第三模拟量切换器19的第二输入端与第三预设模拟量输入端18连接，第三模拟量切换器19的输出端与第二超前滞后模块20的输入端连接，用于在主汽压力设定值与主汽压力的差值超过±0.8的限制时，输出乘法器17输出的值；否则输出第三预设模拟量，不对机组协调控制系统进行二次调频。

当AGC调频回路输出AGC输出指令值时，汽机主控指令形成回路通过第二加法器25叠加AGC输出指令值、调频功率、LDC输出，将叠加结果作为汽机主控PID的设定值，输入至PID模块26。PID模块26的第一输入端与第二加法器25的输出端连接，PID模块26的第二输入端与发电机实发功率通过第三超前滞后模块43连接，PID模块26的输出端与第三加法器26的第一输入端连接，PID模块26的比例设定为0.15，积分时间设定为60。

LDC值通过第一函数模块44换算后作为被除数，其中第一函数模块44值为当前值，压力设定值经过第二函数模块45输出作为除数，其中第二函数模块45值设置为1，经过除法块46相除后，经过第三函数模块47输出至第三加法器27，与PID模块26的输出值叠加作为汽机主控指令，输出至第四模拟量切换器28的第一输入端，图3为函数模块的具体模块参数值对应表。

第四模拟量切换器28的输出端与手操器29的输入端连接，当手操器29切换到自动模式时，与手操器29的第一输出端连接的第二取反模块21输出0，第五模拟量切换器28的控制端与第二取反模块21的输出端连接，输出等于N端的模拟量的值的模拟量，第五模拟量切换器28的N端与手操器29的第二输出端连接，即输出汽机主控指令；当手操器29切换到手动模式时，第二取反模块21输出1，第五模拟量切换器28输出等于Y端的模拟量的值的模拟量，即输出汽机主控辅助系统输出的手动设定值。

汽机主控辅助系统还包括第四超前滞后模块31和模拟量切换器34，第四超前滞后模块31的输入端与手动控制指令输入端连接，第四超前滞后模块31的输出端与模拟量切换器34的第二输入端连接；模拟量切换器34的第一输入端与总阀门指令端42连接，模拟量切换器34的输出端与第五模拟量切换器28的Y端连接。

若总阀门指令值与手动设定值的第一差值的绝对值大于总阀门指令值的5％，即操作人员动输入的手动控制指令与总阀门指令值的偏差大于5％时，不向模拟量切换器34输出执行手动控制指令对应的手动设定值，手动控制指令跟踪总阀门指令值，即仍维持当前正在运行的总阀门指令的控制。

实际运行中，机组运行在协调控制(Coordination Control System，CCS)方式，AGC和一次调频的调节主要为协调控制系统(CCS)和数字电液控制(Digital Electro-Hydraulic Control System，DEH)共同动作来完成，在AGC运行方式下，自动模式时功率指令值为电力系统的负荷要求，手动模式时操作人员手动输入手动控制指令对应的手动设定值，该值经过速率限制后与一次调频功率补偿量相叠加，与实际功率值进行PID控制运算，得到CCS侧的汽轮机控制输出值，即得到汽机主控指令。并将该值经过转换，得到对应的DEH侧阀门开度指令值，即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，直接控制阀门执行器的开度。

第五模拟量切换器28的输出端与第六模拟量切换器37的Y端连接，第六模拟量切换器37的N端通过第四函数模块36与调速器设定端连接，第六模拟量切换器37的控制端与DEH侧CCS条件输出端连接，第六模拟量切换器37的输出端通过第五函数模块38与总阀门指令端42连接，用于当DEH侧CCS条件不满足时，总阀门指令端42跟踪当前总阀门指令，防止出现总阀门指令出现抖动，造成机组负荷不稳定。

需要说明的是，第一预设模拟量输入端12、第二预设模拟量输入端13及第三预设模拟量输入端18可以通过模拟量发生器的形式实现；第一函数模块44、第二函数模块45、第三函数模块47及第四函数模块36可以通过函数发生器的形式实现。第一超前滞后模块15、第二超前滞后模块20、第三超前滞后模块43、第四超前滞后模块31及PID模块26通过处理器实现。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种汽机主控辅助系统，其特征在于，包括：

第一差值判断模块，所述第一差值判断模块的第一输入端与总阀门指令端连接，所述第一差值判断模块的第二输入端与手动控制指令输入端连接，所述第一差值判断模块的输出端与第一选择模块的控制端连接；

所述第一选择模块，所述第一选择模块的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第一选择模块的第二输入端与所述手动控制指令输入端连接，所述第一选择模块的输出端与所述总阀门指令端连接；

所述第一差值判断模块，包括：

第一减法器，所述第一减法器的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第一减法器的第二输入端与所述手动控制指令输入端连接，所述第一减法器的输出端与第一高低限监视器的输入端连接；

所述第一高低限监视器，所述第一高低限监视器的输出端与所述第一选择模块的控制端连接；

所述第一选择模块为模拟量切换器。

2.如权利要求1所述的汽机主控辅助系统，其特征在于，还包括：

第二差值判断模块，所述第二差值判断模块的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第二差值判断模块的第二输入端与调速器设定端连接，所述第二差值判断模块的输出端与手操器的控制端连接；

所述第二差值判断模块，包括：

第二减法器，所述第二减法器的第一输入端与所述总阀门指令端连接，所述第二减法器的第二输入端与所述调速器设定端连接，所述第二减法器的输出端与第二高低限监视器的输入端连接；

所述第二高低限监视器，所述第二高低限监视器的输出端与所述手操器控制端连接。

3.一种机组协调控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至2任一项所述的汽机主控辅助系统，还包括AGC调频回路和汽机主控指令形成回路；

所述AGC调频回路的第一输入端与AGC指令值输入端连接，所述AGC调频回路的第二输入端与机组功率值输入端连接，所述AGC调频回路的输出端与所述汽机主控指令形成回路的输入端连接；

所述汽机主控指令形成回路的输出端通过手操器分别与所述汽机主控辅助系统和总阀门指令端连接；

所述AGC调频回路包括：

第三差值判断模块，所述第三差值判断模块的第一输入端与当前机组转速值输入端连接，所述第三差值判断模块的第二输入端与额定机组转速值输入端连接，所述第三差值判断模块的第三输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述第三差值判断模块的第四输入端与机组功率值输入端连接，所述第三差值判断模块的输出端与第二选择模块的控制端连接；

所述第二选择模块，所述第二选择模块的第一输入端与第一预设模拟量输入端连接，所述第二选择模块的第二输入端与第二预设模拟量输入端连接，所述第二选择模块的输出端与乘法器的第一输入端连接；

所述乘法器，所述乘法器的第二输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述乘法器的输出端与所述汽机主控指令形成回路的输入端连接；

所述第三差值判断模块包括：

第三减法器，所述第三减法器的第一输入端与所述当前机组转速值输入端连接，所述第三减法器的第二输入端与所述额定机组转速值输入端连接，所述第三减法器的第一输出端与第一高限监视器输入端连接，所述第三减法器的第二输出端与第一低限监视器输入端连接；

第四减法器，所述第四减法器的第一输入端与所述AGC指令值输入端连接，所述第四减法器的第二输入端与所述机组功率值输入端连接，所述第四减法器的第一输出端与第二高限监视器输入端连接，所述第四减法器的第二输出端与第二低限监视器输入端连接；

所述第一高限监视器，所述第一高限监视器的输出端与第二选择模块的第一输入端连接；

所述第一低限监视器，所述第一低限监视器的输出端与第二选择模块的第二输入端连接；

所述第二高限监视器，所述第二高限监视器的输出端与第二选择模块的第三输入端连接；

所述第二低限监视器，所述第二低限监视器的输出端与第二选择模块的第四输入端连接；

第一逻辑与模块，所述第一逻辑与模块的第一输入端与所述第一高限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的第二输入端与所述第二高限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的输出端与逻辑或模块的第一输入端连接；

第二逻辑与模块，所述第二逻辑与模块的第一输入端与所述第一低限监视器的输出端连接，所述第二逻辑与模块的第二输入端与所述第二低限监视器的输出端连接，所述第一逻辑与模块的输出端与所述逻辑或模块的第二输入端连接；

所述逻辑或模块，所述逻辑或模块的输出端分别与延时模块的输入端和第三逻辑与模块的第一输入端连接；

所述延时模块，所述延时模块的输出端与所述第三逻辑与模块的第二输入端连接；

所述第三逻辑与模块，所述第三逻辑与模块的输出端与所述第二选择模块的控制端连接；

所述第二选择模块为模拟量切换器。