[發明專利]一種超臨界機組DEH側一次調頻方法

有效

• 申請號: 201610224155.2
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105888743B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 單英雷;張建新;杜洋;殷慶華;俞雪明;林清明;陳洪濤
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: F01D17/00
• 分類號: F01D17/00;F01D15/10
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 張妍,周榮芳

技術領域

本發明涉及汽輪機調節系統領域，具體涉及一種超臨界機組DEH側一次調頻方法。

背景技術

電網頻率是發電功率與用電負荷平衡的依據，當發電功率與用電負荷大小相等時，電網頻率穩定；發電功率大于用電負荷時，電網頻率升高；發電功率小于用電負荷時，電網頻率降低。

一次調頻，是指電網的頻率一旦偏離額定值時，電網中機組的控制系統就自動地控制機組有功功率的增減，限制電網頻率變化，使電網頻率維持穩定的一個自動控制過程。當電網頻率升高時，一次調頻功能要求機組利用其蓄熱快速減負荷，反之，機組快速增負荷。

當電網頻率變化時，在保證機組安全前提下，按電網頻率控制的要求，快速變化機組的負荷，限制電網頻率變化，使電網頻率維持穩定。一次調頻要求發電機組對電網頻率變化的響應要快，其響應特性可視作一個一階慣性環節，時間常數一般在10秒左右。

但是進行一次調頻時存在死區，稱為一次調頻死區，也稱一次調頻不靈敏區，是指一次調頻功能不動作的轉速(或頻率)偏離額定值的范圍。在發電機組調速系統中，存在兩種死區：即固有的和可整定的。

固有的死區主要取決于轉速測量精度，汽機調門、水機導葉、燃機燃料閥的定位精度和變化的靈敏性。汽機控制精度較高，機組一次調頻固有的死區一般小于1r/min(0.017Hz)。

一次調頻死區指可整定的死區，死區值越大機組一次調頻性能越差，反之，機組一次調頻性能越好，為避免調速系統不必要的頻繁動作，減少調節設備的磨損，目前電網要求設置不大于2r/min(0.033Hz)的可整定死區。

為了保證機組的安全，主蒸汽壓力變化幅度應限制在一定的范圍內，這就要求汽機調門快速變化的幅度不能過大，由此引起的負荷變化幅度也是有限的。另外，許多超臨界機組普遍采用滑壓運行方式，汽機調門接近開足，利用汽機調門快速加負荷的幅度較小。

由此可知，機組一次調頻變負荷幅度也應限制在一定的范圍內，其持續的時間也是有限的。盡管通過燃料變化負荷的過程較長，不能滿足一次調頻快速變負荷的要求，但機組承擔一次調頻變負荷時，同步變化燃料量是必要的，一方面是平衡機組的能量，另一方面可以滿足一次調頻持續變負荷的要求。

現有技術中，一次調頻主要存在以下不足：

協調控制系統性能不佳，一次調頻功能是協調控制系統上游的一個重要功能，性能優良的協調控制系統無疑是一次調頻優化工作的基礎，很多機組一次調頻功能性能不佳，就是因為協調控制系統性能不佳；轉速測量不正確，汽機轉速理論上與電網頻率一致，但有一定的延遲，汽機轉速有晃動，造成汽機調門晃動，機組運行穩定性下降，一次調頻性能差；頻率信號應全網核對，頻率信號，且有一定遲延和波動；直流爐蓄熱小，一次調頻不能持續，一次調頻與AGC變化方向不一致時，性能變差，頻率大幅度變化時，機組的功率會突變，機組負荷調節系統出現反向調節的現象；DEH調門指令與功率有偏差，一次調頻動作正確性不夠；目前有許多機組機組采用滑壓運行，汽機調門保持在較大的開度，一次調頻性能差，調門的線性不好，機組接近滿負荷運行，調門幾乎開足時，調頻性能差，電網頻率小幅度變化時，性能不佳；超臨界機組沒有汽包爐那樣的蓄熱，所以調門變化時機組功率變化很小，且汽壓大幅度變化，不能滿足電網初期的變負荷要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超臨界機組DEH側一次調頻方法，不僅使機組的一次調頻功能可以長期安全投入，而且使機組的一次調頻性能優宜，對電網、電廠的安全性、可靠性都具有十分重要的意義，能夠完全滿足電網的調頻需要，能夠在此前提下順利開展該類機組的調速系統建模工作。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：一種超臨界機組DEH側一次調頻方法，其特點是，包含以下步驟：

步驟一、求取額定轉速與汽輪機組的反饋轉速的偏差值；

步驟二、將步驟一中獲得的偏差值采用速度不等率函數進行計算，并將該計算結果與功率指令疊加；

步驟三、求取步驟二中獲得的疊加值與汽輪機組的反饋功率的偏差值；

步驟四、求取步驟三中獲得的偏差值與該偏差值進行PID計算后的偏量值；

步驟五、將步驟四中獲得的偏量值采用主蒸汽壓力修改函數進行計算，得到主蒸汽壓力修正值，并將主蒸汽壓力修正值輸入至執行機構，以控制汽輪機組運轉。

所述的步驟五中的主蒸汽壓力修正函數為采用主蒸汽壓力額定值與當前值之比的計算方法。

所述的步驟五中的主蒸汽壓力修正函數為當前負荷點的壓力定值去除主蒸汽壓力額定值的計算方法。