火电机组一次调频方法和系统技术方案

本申请实施例公开了火电机组一次调频方法和系统，所述方法包括：根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段；若划分为第一工况，则在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，再进行一次调频；若划分为第三工况，则在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，再进行一次调频。针对火电机组一次调频中，响应不同情况对DCS由于DEH做出相应调整，使DCS与DEH灵活配合，不仅保证机组参与一次调频时的安全性，还能使机组一次调频响应满足要求，提高了火电机组对电网频率支撑的有效性，同时降低电网频率的波动。同时降低电网频率的波动。同时降低电网频率的波动。

【技术实现步骤摘要】
火电机组一次调频方法和系统


[0001]本申请实施例涉及电网监测
，具体涉及火电机组一次调频方法和系统。

技术介绍

[0002]随着新能源并网、负荷增长和电网规模的不断扩大，在特高压电网和大区电网互联的新形式下，各级电网联系日益精密，电网和机组之间的协调配合的要求也越来越高，厂网协调功能中的一次调频成为稳定电网的有效手段之一。火电机组一次调频控制结构如图1所示，在常规采用的协调控制方式下一次调频控制方式为DEH(Digital Electric Hydraulic Control System，汽轮机数字电液调节系统)+DCS(Distributed Control System，分散控制系统)，即DEH内额定转速(频率)与汽轮机转速(电网频率)差通过一定函数计算后直接动作汽轮机调门，DCS进行调节补偿，保证机组负荷满足电网要求。
[0003]目前火电机组一次调频调节过程中普遍存在的问题有以下两种：
[0004]问题一：发电功率超调过多，并伴随主汽压波动大、功率震荡、汽包水位大幅波动等现象，引发调节系统紊乱，严重者可造成电厂跳机。发电功率超调不仅会危及火电机组本身的安全，超调的功率对电网也是一种额外负担。造成发电功率超调的原因就在于DCS与DEH的不匹配。
[0005]例如，某220MW火电机组在响应+17r转差的一次调频过程中理论响应功率为
‑
22MW，收到转差信号后DEH侧一次调频指令瞬间置为
‑
10，汽轮机主控指令瞬间由70减至51，汽轮机调门指令由70减至41，机组实际最大响应功率为
‑
45MW，动作过程中汽包水位波动较大，造成机组跳机。发电功率之所以超调过多，原因在于DCS侧作用与DEH侧作用瞬间叠加，汽轮机调门指令瞬间变化量达到汽轮机调门指令全量程的29％。
[0006]问题二：发电功率补偿不够。机组发电功率补偿不够会增加电网频率调节的难度，电厂也会因为一次调频不满足要求而被考核。
[0007]针对以上现有技术中存在的问题，如何在机组一次调频时协调好DCS和DEH是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]为此，本申请实施例提供火电机组一次调频方法和系统，针对火电机组一次调频中，响应不同情况对DCS由于DEH做出相应调整，使DCS与DEH灵活配合，不仅保证机组参与一次调频时的安全性，还能使机组一次调频响应满足要求，提高了火电机组对电网频率支撑的有效性，同时降低电网频率的波动。
[0009]为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
[0010]根据本申请实施例的第一方面，提供了火电机组一次调频方法，所述方法包括：
[0011]根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段；所述工况段包括第一工况、第二工况和第三工况；
[0012]若划分为第一工况，则在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调
频前负荷指令，生成调频后负荷指令，再进行一次调频；
[0013]若划分为第三工况，则在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，再进行一次调频。
[0014]可选地，所述历史响应数据包括机组一次调频实际最大响应功率和理论响应功率。
[0015]可选地，所述根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段，包括：
[0016]若机组一次调频实际最大响应功率大于理论响应功率的130％，则判定功率超调过多，划分为第一工况；
[0017]若机组一次调频实际最大响应功率为理论响应功率的90％～130％，则判定为正常调节，划分为第二工况；
[0018]若机组一次调频实际最大响应功率小于理论响应功率的90％，则判定为功率补偿不足，划分为第三工况。
[0019]可选地，所述方法还包括：
[0020]若划分为第二工况，则不做任何调整。
[0021]可选地，在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，包括：
[0022]当电网频率偏离基准值后，在DCS侧经过转速不等率函数得到一次调频指令，再经过延时后叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，其中延时的时间是根据机组一次调频响应时间和机组实际负荷变化速度确定。
[0023]可选地，所述方法还包括：
[0024]当电网频率偏离基准值后，在DEH侧瞬间生成一次调频指令，再叠加到汽轮机调门指令上，机组实际负荷开始变化，以使得DCS侧PID控制器的输入偏差变小。
[0025]可选地，在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，包括：
[0026]在DCS侧的汽轮机主控指令与系数K1相乘，与在DEH侧的一次调频指令与系数K2相乘的结果叠加，生成汽轮机阀门调节指令；其中系数K1和K2是经过一次调频的历史响应数据确定。
[0027]根据本申请实施例的第二方面，提供了火电机组一次调频系统，所述系统包括：
[0028]工况划分模块，用于根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段；所述工况段包括第一工况、第二工况和第三工况；
[0029]第一工况调整模块，用于若划分为第一工况，则在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，再进行一次调频；
[0030]第三工况调整模块，用于若划分为第三工况，则在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，再进行一次调频。
[0031]可选地，所述历史响应数据包括机组一次调频实际最大响应功率和理论响应功率。
[0032]可选地，所述工况划分模块，具体用于：
[0033]若机组一次调频实际最大响应功率大于理论响应功率的130％，则判定功率超调
过多，划分为第一工况；
[0034]若机组一次调频实际最大响应功率为理论响应功率的90％～130％，则判定为正常调节，划分为第二工况；
[0035]若机组一次调频实际最大响应功率小于理论响应功率的90％，则判定为功率补偿不足，划分为第三工况。
[0036]可选地，所述系统还包括：
[0037]第二工况模块，用于若划分为第二工况，则不做任何调整。
[0038]可选地，所述第一工况调整模块，具体用于：
[0039]当电网频率偏离基准值后，在DCS侧经过转速不等率函数得到一次调频指令，再经过延时后叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，其中延时的时间是根据机组一次调频响应时间和机组实际负荷变化速度确定。
[0040]可选地，所述第一工况调整模块，还用于：
[0041]当电网频率偏离基准值后，在DEH侧瞬间生成一次调频指令，再叠加到汽轮机调门指令上，机组实际负荷开始变化，以使得DCS侧PID本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.火电机组一次调频方法，其特征在于，所述方法包括：根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段；所述工况段包括第一工况、第二工况和第三工况；若划分为第一工况，则在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，再进行一次调频；若划分为第三工况，则在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，再进行一次调频。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史响应数据包括机组一次调频实际最大响应功率和理论响应功率。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段，包括：若机组一次调频实际最大响应功率大于理论响应功率的130％，则判定功率超调过多，划分为第一工况；若机组一次调频实际最大响应功率为理论响应功率的90％～130％，则判定为正常调节，划分为第二工况；若机组一次调频实际最大响应功率小于理论响应功率的90％，则判定为功率补偿不足，划分为第三工况。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若划分为第二工况，则不做任何调整。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在分散控制系统DCS侧将经过延时的一次调频指令叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，包括：当电网频率偏离基准值后，在DCS侧经过转速不等率函数得到一次调频指令，再经过延时后叠加调频前负荷指令，生成调频后负荷指令，其中延时的时间是根据机组一次调频响应时间和机组实际负荷变化速度确定。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当电网频率偏离基准值后，在DEH侧瞬间生成一次调频指令，再叠加到汽轮机调门指令上，机组实际负荷开始变化，以使得DCS侧PID控制器的输入偏差变小。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在DCS侧的汽轮机主控指令和汽轮机数字电液调节系统DEH侧的一次调频指令经系数放大后叠加，生成汽轮机阀门调节指令，包括：在DCS侧的汽轮机主控指令与系数K1相乘，与在DEH侧的一次调频指令与系数K2相乘的结果叠加，生成汽轮机阀门调节指令；其中系数K1和K2是经过一次调频的历史响应数据确定。8.火电机组一次调频系统，其特征在于，所述系统包括：工况划分模块，用于根据火电机组一次调频的历史响应数据划分工况段；所述工况段包括第一工况、第二工况和第三工况；第一工况调整模块，用于若划分为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩仁，李军，高嵩，孟祥荣，于庆彬，石硕，李元元，颜庆，路宽，周长来，姚常青，王文宽，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：