一种火电机组一次调频优化控制方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种火电机组一次调频优化控制方法、系统及介质，本发明专利技术方法包括根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值；将所述附加压力设定值叠加到主汽压力设定值后得到新的主汽压力设定值，并将新的主汽压力设定值输出以作为火电机组的一次调频控制系统的主汽压力设定值参数。本发明专利技术通过灵活设计主汽压力附加设定值，在正常滑压或定压运行的基础上适当提高主汽压力，通过频差快速作用于燃料、给水及风量控制，达到蓄热和快速释放热负荷的目的，在满足一次调频快速响应的同时，维持主汽压力的稳定，可有效改善火电机组的一次调频能力。

An optimal control method, system and medium for primary frequency modulation of thermal power units

【技术实现步骤摘要】
一种火电机组一次调频优化控制方法、系统及介质
本专利技术涉及火力发电机组控制与测量工程技术，具体涉及一种火电机组一次调频优化控制方法、系统及介质。
技术介绍
中国是一个煤电大国，尽管风电、光伏等新能源发电迅猛发展，装机容量逐年上升，但由于我国资源的禀赋以及燃煤发电无可比拟的稳定性，煤电在总装机容量中的占比仍超过50％。以煤电为主、多种分布式新能源发电为重要组成的电力结构是今后一段时间电力发展的趋势。随着新能源发电机组装机容量的不断增加以及清洁能源消纳比例的进一步提升，火电机组的调峰、调频属性越来越明显。局限于风、光资源的间歇性和不稳定性，风电、太阳能发电的并网运行不仅增加了火电机组的运行峰谷差，也对其调峰、调频性能提出了更高的要求。突出体现在以下几两个方面：1)调峰深度进一步扩大、负荷响应的快速性要求进一步增加，2)调频次数增加、频差变化更加多样化。AGC、一次调频考核已成为许多火电厂经营不可忽略的重要因素。当前的一次调频控制一般采用频差信号经函数变化转换为负荷指令，并辅之以前馈量直接叠加在调门指令上，以满足一次调频的调频量需求和快速响应需求。该策略奠定了一次调频控制的基本框架，在大频差的情况下，可以满足一次调频要求。但实际运行过程中，小频差的动作情况占比较大。部分电厂为了使小频差工况下一次调频动作达标，修改了频差与负荷需求的对应关系，或加强汽机主控PID的调节作用，在一定程度上改善了一次调频响应特性，但增加了功率振荡风险，当阀门流量特性不佳时尤其明显。也有电厂通过修改前馈等方式变相修改频差与负荷的对应关系，这些都是调度所不允许的。因此，如何改善小频差工况下一次调频的响应特性，既满足调频动作量需求和调频动作时间需求，又杜绝引发功率振荡的隐患，不触犯相关管理规程，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种火电机组一次调频优化控制方法、系统及介质，本专利技术通过灵活设计主汽压力附加设定值，在正常滑压或定压运行的基础上适当提高主汽压力，通过频差快速作用于燃料、给水及风量控制，达到蓄热和快速释放热负荷的目的，在满足一次调频快速响应的同时，维持主汽压力的稳定，可有效改善火电机组的一次调频能力。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种火电机组一次调频优化控制方法，实施步骤包括：根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值；将所述附加压力设定值叠加到主汽压力设定值后得到新的主汽压力设定值，并将新的主汽压力设定值输出以作为火电机组的一次调频控制系统的主汽压力设定值参数；根据频差信号生成一次调频控制系统的燃料、给水以及总风量的理论需求量，分别叠加至锅炉主控、给水主控以及总风量控制的设定值中。。可选地，所述根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值的详细步骤包括：设置多个候选值；根据一次调频动作及投入情况选择候选值并生成附加压力设定值。可选地，所述设置的多个候选值包括三个候选值A1，A2和A3，所述根据一次调频动作及投入情况选择候选值具体是指：根据一次调频动作及投入情况设置条件1和条件2，所述条件1为：一次调频动作且调频要求减负荷、信号延时2min断开；所述条件2为：一次调频投入；且在满足条件2且满足条件1时选择候选值A1，在满足条件2且不满足条件1时选择候选值A2，在不满足条件2时选择候选值A3。可选地，所述三个候选值A1，A2和A3分别为0,0.3～0.5MPa和0。可选地，所述生成附加压力设定值是指在选择的候选值相对原有的附加压力设定值发生变化时按照设定的切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值。可选地，所述按照设定的切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值时，如果满足条件2且条件1从满足变化为不满足，则按照第一切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值；如果满足条件2且条件1从不满足变化为满足，则按照第二切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值；如果条件2从满足变化为不满足，则按照第三切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值；如果条件2从不满足变化为满足，则按照第四切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值。可选地，所述第一切换变化速率为0.05MPa/s，所述第二切换变化速率为5MPa/s，所述第三切换变化速率为0.05MPa/s，所述第四切换变化速率为0.1MPa/s。可选地，所述根据频差信号生成一次调频控制系统的燃料、给水以及总风量的理论需求量的详细步骤包括：S1)采用机组当前频率测量值减去50Hz得到频差信号；S2)将所述频差信号经预设的函数F(x)的映射得到调频燃料理论需求量后叠加至锅炉主控设定值中作为火电机组的一次调频控制系统的设定值参数；将频差信号经预设的函数G(x)的映射得到调频给水理论需求量后叠加至给水主控的设定值中作为火电机组的一次调频控制系统的设定值参数；将频差信号经预设的函数H(x)的映射得到调频总风量理论需求量后叠加至总风量的设定值中作为火电机组的一次调频控制系统的设定值参数。可选地，所述函数F(x)对应频差-0.1、-0.05、-0.033、0.033、0.05、0.1的取值分别为(a*Pe)/(3000*σ)、(a*Pe)/(3000*σ)、0、0、0、0；所述函数G(x)对应频差-0.1、-0.05、-0.033、0.033、0.05、0.1的取值分别为(b*Pe)/(3000*σ)、(b*Pe)/(3000*σ)、0、0、0、0；所述函数H(x)对应频差-0.1、-0.05、-0.033、0.033、0.05、0.1的取值分别为(c*Pe)/(3000*σ)、(c*Pe)/(3000*σ)、0、0、0、0；其中，Pe为火电机组额定负荷，σ为不等率，a,b,c为根据机组特性设定的系数。此外，本专利技术还提供火电机组一次调频优化控制系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述火电机组一次调频优化控制方法的步骤，或该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行所述火电机组一次调频优化控制方法的计算机程序。此外，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行所述火电机组一次调频优化控制方法的计算机程序。和现有技术相比，本专利技术具有下述优点：1、本专利技术通过在正常运行的主汽压力设定值上增加适当的附加压力设定值，提升了火电机组的蓄热能力。在一次调频动作要求负荷增加时，可通过释放蓄热，快速响应一次调频要求。在一次调频动作要求负荷减小时，本专利技术设计有阶跃降低主汽压力设定值的回路，以便于汽机调门开度减小时不受主汽压力的影响而达到快速降负荷的目的。2、本专利技术根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值，因此可根据需要设计有灵活的生成附加压力设定值的选择机制，针对不同的运行工况，选择不同的附加压力设定值，使其在一次调频投入时，有蓄热功能，在一次调频退出时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于实施步骤包括：/n根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值，将所述附加压力设定值叠加到主汽压力设定值后得到新的主汽压力设定值，并将新的主汽压力设定值输出以作为火电机组的一次调频控制系统的主汽压力设定值参数；/n根据频差信号生成一次调频控制系统的燃料、给水以及总风量的理论需求量，分别叠加至锅炉主控、给水主控以及总风量控制的设定值中。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于实施步骤包括：
根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值，将所述附加压力设定值叠加到主汽压力设定值后得到新的主汽压力设定值，并将新的主汽压力设定值输出以作为火电机组的一次调频控制系统的主汽压力设定值参数；
根据频差信号生成一次调频控制系统的燃料、给水以及总风量的理论需求量，分别叠加至锅炉主控、给水主控以及总风量控制的设定值中。


2.根据权利要求1所述的火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于，所述根据一次调频动作及投入情况生成附加压力设定值的详细步骤包括：设置多个候选值；根据一次调频动作及投入情况选择候选值并生成附加压力设定值。


3.根据权利要求2所述的火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于，所述设置的多个候选值包括三个候选值A1，A2和A3，所述根据一次调频动作及投入情况选择候选值具体是指：根据一次调频动作及投入情况设置条件1和条件2，所述条件1为：一次调频动作且调频要求减负荷、信号延时2min断开；所述条件2为：一次调频投入；且在满足条件2且满足条件1时选择候选值A1，在满足条件2且不满足条件1时选择候选值A2，在不满足条件2时选择候选值A3。


4.根据权利要求3所述的火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于，所述三个候选值A1，A2和A3分别为0,0.3～0.5MPa和0。


5.根据权利要求4所述的火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于，所述生成附加压力设定值是指在选择的候选值相对原有的附加压力设定值发生变化时按照设定的切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值。


6.根据权利要求5所述的火电机组一次调频优化控制方法，其特征在于，所述按照设定的切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值时，如果满足条件2且条件1从满足变化为不满足，则按照第一切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值；如果满足条件2且条件1从不满足变化为满足，则按照第二切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选择的候选值；如果条件2从满足变化为不满足，则按照第三切换变化速率从原有的附加压力设定值逐步切换至新选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈翔宇，吴爱军，张磊，邓继军，王锡辉，
申请(专利权)人：中国国电集团有限公司湖南分公司，国电湖南宝庆煤电有限公司，湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43