[發明專利]一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法及控制系統模型

有效

• 申請號: 201811594276.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109638861B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王永慶;羅德柱;張拓;戴義平;強雄超;杜洋
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：超臨界機組在給定工況穩定運行時，中壓調節閥全開，高壓調節閥調至預設開度；機組負荷增加時，高壓調節閥的開度增加，中壓調節閥開度保持不變；負荷降低導致電網頻率增加時，高壓調節閥與中壓調節閥開度同時關小，高壓調節閥和中壓調節閥同時參與一次調頻；調節完畢后，中壓調節閥調至全開狀態；

一次調頻時，機組實際轉速與額定值的差值信號經過滑閥油動機和蒸汽容積的傳遞函數后，與功率信號進行疊加，再分別經過高壓缸和中低壓缸的中間容積，再與轉速前饋信號進行疊加傳遞到各執行機構進行信號放大，此時高壓調節閥與中壓調節閥開度同時關小，使機組輸出功降低至電網分配值。

2.根據權利要求1所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，通過比例控制器和負荷反饋控制，實現高壓調節閥和中壓調節閥的分別控制。

3.根據權利要求1所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，通過高壓調節閥前饋控制克服擾動變量。

4.根據權利要求1所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，采用中壓調節閥前饋控制。

5.根據權利要求1所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，高壓調節閥與中壓調節閥的控制系統均采用無前饋的比例控制同時動作。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制方法，其特征在于，負荷降低導致電網頻率增加時具體是指：電網頻率超出50±0.05Hz范圍時。

7.一種超臨界機組參與一次調頻的控制系統模型，其特征在于，包括：轉速變送器慣性環節模塊、調速死區模塊、調差系數模塊、功率變送器慣性環節模塊、比例調節模塊P₁、比例調節模塊P₂、第一求和模塊、第二求和模塊、第三求和模塊、第四求和模塊、增益模塊K₁、增益模塊K₂、增益模塊K₃和增益模塊K₄；

轉速變送器慣性環節模塊的輸入端用于接收轉速差信號；調速死區模塊的輸入端與轉速變送器慣性環節模塊的輸出端相連接；調速死區模塊的輸出端與調差系數模塊的輸入端相連接，調差系數模塊的輸出端與第一求和模塊的輸入端相連接；第一求和模塊的輸入端還用于接收負荷基準值；第一求和模塊的輸出端與增益模塊K₂的輸入端相連接；增益模塊K₂的輸出端與第二求和模塊的輸入端相連接；

功率變送器慣性環節模塊的輸入端用于接收實際功率信號，功率變送器慣性環節模塊的輸出端與第三求和模塊的輸入端相連接；第三求和模塊的輸出端與比例調節模塊P₁的輸入端相連接；比例調節模塊P₁的輸出端與增益模塊K₁的輸入端相連接，增益模塊K₁的輸出端與第二求和模塊的輸入端相連接；第二求和模塊的輸出端用于輸出高壓調節閥的調節控制信號；

第一求和模塊的輸出端還分別與第三求和模塊和增益模塊K₄的輸入端相連接；增益模塊K₄的輸出端與第四求和模塊的輸入端相連接；第三求和模塊的輸出端還與比例調節模塊P₂的輸入端相連接，比例調節模塊P₂的輸出端與增益模塊K₃的輸入端相連接，增益模塊K₃的輸出端與第四求和模塊的輸入端相連接；第四求和模塊的輸出端用于輸出中壓調節閥的調節控制信號。

8.根據權利要求7所述的一種超臨界機組參與一次調頻的控制系統模型，其特征在于，其控制模型具體包括：

轉速變送器慣性環節模塊的輸入端接收實際的轉速差信號Δn，然后進入調速死區模塊，該信號超出死區信號后，接入調差系數模塊，并與負荷基準值Ps同時輸入第一求和模塊進行做差運算得到功率波動信號；

實際功率Pt接入功率變送器慣性環節模塊得到功率測量信號，再經比例調節模塊P1和增益系數為K1的增益模塊放大得到高壓閥的功率調節信號；

第一求和模塊輸出的功率波動信號經增益系數為K2的增益模塊放大后，再與高壓閥的功率調節信號進行前饋疊加輸出到高壓調節閥；

第三求和模塊輸出的信號經比例調節模塊P2和增益系數為K3的增益模塊放大得到中壓閥的功率調節信號，功率波動信號經增益系數為K4的增益模塊放大后，再與中壓閥功率調節信號進行前饋疊加輸出到中壓調節閥。