發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻領(lǐng)域，具體涉及發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)頻是電網(wǎng)負(fù)荷與發(fā)電機(jī)有功功率的平衡關(guān)系，是電網(wǎng)運(yùn)行的重要控制參數(shù)，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等眾多因素。發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能，其重要目的是當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，各發(fā)電機(jī)組快速響應(yīng)，及時(shí)調(diào)整有功功率，使電網(wǎng)頻率重新回到調(diào)頻死區(qū)內(nèi)，確保電網(wǎng)頻率的安全性、穩(wěn)定性。
[0003]—次調(diào)頻貢獻(xiàn)率是目前電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻性能最重要的考核參數(shù)，其表征的是當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生偏離時(shí)，機(jī)組實(shí)際貢獻(xiàn)的一次調(diào)頻頻負(fù)荷與理論計(jì)算的貢獻(xiàn)負(fù)荷比值，一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率越大，說(shuō)明發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)頻率發(fā)生改變時(shí)，對(duì)電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)作用越大，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性越有利。
[0004]目前發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻邏輯均設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)速差與調(diào)頻負(fù)荷的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，為有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。又由于汽輪機(jī)的一次調(diào)頻特性是一個(gè)多環(huán)節(jié)、多因素的系統(tǒng)，汽輪機(jī)閥門(mén)的流量特性、主蒸汽壓力、負(fù)荷段、調(diào)節(jié)回路的參數(shù)等因素均會(huì)影響到調(diào)頻負(fù)荷函數(shù)的最終調(diào)節(jié)效果。
[0005]在對(duì)眾多發(fā)電機(jī)組進(jìn)行一次調(diào)頻測(cè)試試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)目前這種有差調(diào)節(jié)的一次調(diào)頻邏輯，無(wú)法滿足所有機(jī)組、所有工況下的調(diào)頻需求，從而導(dǎo)致很多機(jī)組一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率偏低，無(wú)法滿足電網(wǎng)運(yùn)行需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的一次調(diào)頻方法無(wú)法滿足所有機(jī)組、所有工況下的調(diào)頻需求，從而導(dǎo)致很多機(jī)組一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率偏低的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法包括:
[0008]1)實(shí)時(shí)獲取實(shí)際電網(wǎng)頻率與電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率的頻差信號(hào)；
[0009]2)判斷步驟1)中的頻差信號(hào)是否在調(diào)頻死區(qū)外，若超出調(diào)頻死區(qū)，執(zhí)行步驟3)，若在調(diào)頻死區(qū)內(nèi)，返回步驟1);
[0010]3)利用步驟1)中的頻差信號(hào)，根據(jù)頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，得到理論調(diào)頻功率，將理論調(diào)頻功率與調(diào)頻動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)發(fā)電機(jī)組功率疊加得到調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，并執(zhí)行步驟4);
[0011]4)將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，輸出調(diào)頻負(fù)荷指令；若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率小于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出增大調(diào)頻負(fù)荷指令，若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率大于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出減小調(diào)頻負(fù)荷指令。
[0012]將理論調(diào)頻功率乘以系數(shù)修正后，作為一次調(diào)頻閉環(huán)控制的前饋部分。
[0013]步驟1)中所述頻差信號(hào)是由汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值表示。
[0014]所述當(dāng)汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于1.8轉(zhuǎn)時(shí)，處于調(diào)頻死區(qū)內(nèi)。
[0015]所述系數(shù)為(λ 6。
[0016]本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法在計(jì)算得到理論調(diào)頻功率后，計(jì)算調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，計(jì)算輸出調(diào)頻功率指令，本發(fā)明的方法能夠精確控制發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率，提高發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻合格率，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)施例的理論調(diào)頻功率計(jì)算邏輯圖；
[0018]圖2為本實(shí)施例的調(diào)頻閉環(huán)回路功率目標(biāo)值計(jì)算邏輯圖；
[0019]圖3為本實(shí)施例的調(diào)頻負(fù)荷指令計(jì)算邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
[0021]本實(shí)施例發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法的具體實(shí)現(xiàn)方法包括:
[0022]1)實(shí)時(shí)獲取實(shí)際電網(wǎng)頻率與電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率的頻差信號(hào)；
[0023]2)判斷步驟1)中的頻差信號(hào)是否在調(diào)頻死區(qū)外，若超出調(diào)頻死區(qū)，執(zhí)行步驟3)，若在調(diào)頻死區(qū)內(nèi)，返回步驟1);
[0024]3)利用步驟1)中的頻差信號(hào)，根據(jù)頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，得到理論調(diào)頻功率，將理論調(diào)頻功率與調(diào)頻動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)發(fā)電機(jī)組功率疊加得到調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，并執(zhí)行步驟4);
[0025]4)將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，輸出調(diào)頻負(fù)荷指令；若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率小于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出增大調(diào)頻負(fù)荷指令，若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率大于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出減小調(diào)頻負(fù)荷指令。
[0026]下面纖細(xì)闡述上述步驟:
[0027]對(duì)于步驟1)，將汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速做差，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速代表電網(wǎng)頻率，所以，汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差代表電網(wǎng)的頻差信號(hào)。
[0028]對(duì)于步驟2)，一次調(diào)頻動(dòng)作信號(hào)是一次調(diào)頻邏輯中的一個(gè)標(biāo)識(shí)性開(kāi)關(guān)量，用于觸發(fā)一次調(diào)頻邏輯計(jì)算。通過(guò)轉(zhuǎn)速差信號(hào)取絕對(duì)值，判斷轉(zhuǎn)速差值是否大于預(yù)設(shè)值，若大于預(yù)設(shè)值，認(rèn)為處于調(diào)頻死區(qū)外，為一次調(diào)頻動(dòng)作。
[0029]—般轉(zhuǎn)速差值大于2轉(zhuǎn)認(rèn)為處于調(diào)頻死區(qū)，但由于網(wǎng)頻經(jīng)常波動(dòng)就在2轉(zhuǎn)附近，所以，為了提高一次調(diào)頻動(dòng)作合格率，將一次調(diào)頻動(dòng)作值設(shè)置在1.8轉(zhuǎn)。當(dāng)然作為其他實(shí)施方式，預(yù)設(shè)值也可以為1.7或1.9轉(zhuǎn)等，只要在2轉(zhuǎn)附近即可。
[0030]對(duì)于步驟3)，由發(fā)電機(jī)組的不等率可以計(jì)算出頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，圖1中的F(X)函數(shù)即為頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，頻差信號(hào)通過(guò)函數(shù)計(jì)算，就得到理論調(diào)頻功率。當(dāng)一次調(diào)頻動(dòng)作信號(hào)動(dòng)作時(shí)，鎖定當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電功率。將發(fā)電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電功率與理論調(diào)頻功率相加就得到調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，如圖2所示。
[0031]其中，頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)F(X)的計(jì)算方式為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再詳細(xì)闡述。
[0032]對(duì)于步驟4)，如圖3所示，將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，計(jì)算輸出調(diào)頻負(fù)荷指令。
[0033]當(dāng)一次調(diào)頻控制回路的前饋部分動(dòng)作之后，當(dāng)發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率小于調(diào)頻閉環(huán)回路計(jì)算的功率目標(biāo)值，則該P(yáng)ID回路通過(guò)積分作用，會(huì)增大調(diào)頻功率指令輸出，以增加機(jī)組調(diào)頻負(fù)荷貢獻(xiàn)量。當(dāng)發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率大于調(diào)頻閉環(huán)回路計(jì)算的功率目標(biāo)值時(shí)，則該P(yáng)ID回路通過(guò)積分作用，會(huì)減小調(diào)頻功率輸出，在滿足電網(wǎng)調(diào)頻要求的情況下，有利于機(jī)組穩(wěn)定。直至發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率等于調(diào)頻閉環(huán)回路計(jì)算的功率目標(biāo)值，PID控制器停止輸出調(diào)負(fù)荷指令，并返回步驟1)。
[0034]在上述計(jì)算過(guò)程中，可以將理論調(diào)頻功率乘以系數(shù)修正后，作為一次調(diào)頻閉環(huán)控制的前饋部分，達(dá)到當(dāng)網(wǎng)頻動(dòng)作的時(shí)候，一次調(diào)頻系統(tǒng)快速反應(yīng)的目的。該系數(shù)為0?1之間的數(shù)，如0.6等等。
[0035]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，其特征在于，包括如下步驟: .1)實(shí)時(shí)獲取實(shí)際電網(wǎng)頻率與電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率的頻差信號(hào)； .2)判斷步驟1)中的頻差信號(hào)是否在調(diào)頻死區(qū)外，若超出調(diào)頻死區(qū)，執(zhí)行步驟3)，若在調(diào)頻死區(qū)內(nèi)，返回步驟1); .3)利用步驟1)中的頻差信號(hào)，根據(jù)頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，得到理論調(diào)頻功率，將理論調(diào)頻功率與調(diào)頻動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)發(fā)電機(jī)組功率疊加得到調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，并執(zhí)行步驟4)； .4)將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，輸出調(diào)頻負(fù)荷指令；若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率小于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出增大調(diào)頻負(fù)荷指令，若發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率大于調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，輸出減小調(diào)頻負(fù)荷指令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，其特征在于，將理論調(diào)頻功率乘以系數(shù)修正后，作為一次調(diào)頻閉環(huán)控制的前饋部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，其特征在于，步驟1)中所述頻差信號(hào)是由汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值表示。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，其特征在于，所述當(dāng)汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于1.8轉(zhuǎn)時(shí)，處于調(diào)頻死區(qū)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，其特征在于，所述系數(shù)為0.6ο
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻閉環(huán)控制方法，包括：獲取實(shí)際電網(wǎng)頻率與電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率的頻差信號(hào)；判斷上述頻差信號(hào)是否在調(diào)頻死區(qū)外，若超出調(diào)頻死區(qū)，利用頻差信號(hào)，根據(jù)頻差信號(hào)與調(diào)頻負(fù)荷的對(duì)應(yīng)函數(shù)，得到理論調(diào)頻功率，將理論調(diào)頻功率與調(diào)頻動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)發(fā)電機(jī)組功率疊加得到調(diào)頻閉環(huán)回路的功率目標(biāo)值，并將功率目標(biāo)值與發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率構(gòu)成PID閉環(huán)回路，輸出調(diào)頻負(fù)荷指令。本發(fā)明的方法能夠精確控制發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率，提高發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻合格率，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定安全性。
【IPC分類】H02J3/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105391078
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510737942
【發(fā)明人】董建朋
【申請(qǐng)人】中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日