[發明專利]一種基于DCS的調頻控制方法

有效

• 申請號: 201910308214.8
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110021942B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 曲廣浩;王愛成;吳水龍;劉書杰;張運生
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司德州電廠
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種基于DCS的調頻控制方法，涉及發電機組調頻控制技術領域，包括步驟：進行機組實際轉速、實際功率的數據采集并更新；用機組額定轉速減去實際轉速，得到轉速差，送至一次調頻函數；經低限制組和高限制組計算輸出負荷設定疊加值；疊加到負荷設定值上；送至比例積分調節器輸入端；比例積分調節器處于跟蹤狀態，將所述疊加后的負荷設定值輸出至流量指令。本發明的基于DCS的調頻控制方法，滿足了一次調頻精度控制要求；同時對一次調頻控制策略進行了優化，小擾動信號切除邏輯大大減少了一次調頻無效動作次數，降低了高調門波動頻率，提高了調節系統穩定性，保護了高調門設備，也減少了對AGC調節過程的影響。

技術領域

本發明涉及發電機組調頻控制技術領域，尤其涉及一種基于DCS的調頻控制方法。

背景技術

隨著特高壓線路的逐步投產和光伏、風電等新能源容量的逐漸提高，火力發電機組所占比重大幅降低。特高壓線路的直流閉鎖和新能源的不確定性，都會對電網頻率帶來較大沖擊，因此“友好型能源”火電發電機組的一次調頻能力逾顯重要。

大部分機組均采用汽輪機轉速作為一次調頻控制信號。但是機組轉速參數精度差，在電網頻率發生擾動時難以及時反映電網頻率的真實波動情況，導致機組一次調頻動作效果不佳，不能滿足一次調頻動作的快速性和準確性。

部分機組曾試用發電機母線頻率作為一次調頻控制信號，該頻率信號是由發電機出口母線PT信號(100VAC)通過頻率變送器輸出4-20mA信號至分散控制系統(DistributedControl System，簡稱DCS)，DCS采集到的頻率信號僅能達到0.1Hz，DCS AI通道精度為0.2％，因此采集到的頻率信號遠遠無法滿足一次調頻的控制精度要求。

少部分機組采用一種獨立于DCS之外的外掛式一次調頻智能控制系統，分別與機組汽輪機數字電液控制系統(Digital Electric Hydraulic Control System，簡稱DEH)、DCS、PMU、RTU進行信號交換，直接輸出控制指令至機組DCS和DEH系統，實現一次調頻功能。

但獨立于DCS之外的外掛系統普遍存在開放性不足，與DCS契合度不夠，無法進行及時分析優化，不能保證長期優良的控制效果；同時增加了控制系統設備復雜性，加大了故障發生率和設備投資；需廠家后續不停的維護優化服務，不斷投入技術服務費用、硬件更新費用，提高了運營成本。

同時在使用中也發現外掛式一次調頻智能控制系統由于小擾動動作頻繁，動作量不足，即無效動作較多，導致一次調頻動作影響到自動發電廠控制系統(AutomaticGeneration Control，簡稱AGC)調節過程的不穩定。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種基于DCS的調頻控制方法，既能實現DCS對機端頻率信號的高速率、高精度采集，又采用基于頻率變化調整的DCS控制策略，直接由DCS和DEH系統實現一次調頻功能。既利用了DCS開放性較高的優勢，又可減少中間傳輸環節，使系統簡化。同時提供優化控制邏輯，解決一次調頻小擾動信號動作頻繁，動作量不足的問題，即降低一次調頻無效動作數量。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何提高對機組實際轉速信號高速率、高精度采集，降低因小擾動信號造成的一次調頻無效動作數量，提高調節系統穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于DCS的調頻控制方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1、進行機組實際轉速、實際功率的數據采集并更新；

步驟2、用機組額定轉速減去實際轉速，得到轉速差，送至一次調頻函數；

步驟3、通過所述一次調頻函數計算輸出第一負荷設定疊加值；

步驟4、所述第一負荷設定疊加值經低限制組和高限制組計算輸出第二負荷設定疊加值；