[發(fā)明專利]一種動(dòng)態(tài)精細(xì)化火電機(jī)組一次調(diào)頻控制策略

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011022400.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112152234B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳瓊;陳蔡輝;王信海;趙曉云;鄧楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華能國(guó)際電力股份有限公司南通電廠
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 萬小俠

本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)精細(xì)化火電機(jī)組一次調(diào)頻控制策略，其特征在于：具體控制策略如下：S1：頻率信號(hào)采集方式優(yōu)化；S2：一次調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制指令沖突控制；S3：小頻差擾動(dòng)響應(yīng)滯后控制；S4：基于模型預(yù)估調(diào)頻積分系數(shù)精準(zhǔn)調(diào)頻；本發(fā)明中采用的控制策略能解決一次調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制指令之間的沖突問題，能解決電網(wǎng)小頻差擾動(dòng)下機(jī)組調(diào)節(jié)響應(yīng)滯后的問題；能解決一次調(diào)頻對(duì)于機(jī)組調(diào)節(jié)開環(huán)控制，無法實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)適配和精準(zhǔn)調(diào)頻的問題；該控制策略提升了機(jī)組在協(xié)調(diào)系統(tǒng)和汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，自動(dòng)準(zhǔn)確地使發(fā)電機(jī)組滿足了電網(wǎng)調(diào)頻隨機(jī)性、精準(zhǔn)性的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火電機(jī)組一次調(diào)頻精細(xì)化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)精細(xì)化火電機(jī)組一次調(diào)頻控制策略。

背景技術(shù)

隨著產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)容量逐步增大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日愈復(fù)雜，用戶用電結(jié)構(gòu)趨于多樣。電網(wǎng)頻率成為評(píng)價(jià)供電安全和電能品質(zhì)的核心指標(biāo)，江蘇電網(wǎng)增進(jìn)了大量風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組，這些新能源機(jī)組容易受自然環(huán)境的制約，同時(shí)大容量發(fā)電機(jī)組突發(fā)跳閘停機(jī)的事件，這就要求火電機(jī)組承擔(dān)艱巨的一次調(diào)頻任務(wù)，因此準(zhǔn)確迅速地響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)頻需求，成為火電機(jī)組承擔(dān)的重要任務(wù)。

電場(chǎng)一次調(diào)頻控制策略一般采用的是：傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制相結(jié)合的控制方式，頻率偏差經(jīng)過調(diào)頻函數(shù)計(jì)算后，一方面根據(jù)轉(zhuǎn)速不等率轉(zhuǎn)換為負(fù)荷需求指令；另一方面直接引起調(diào)門的開度變化。這種方式使汽機(jī)和鍋爐同時(shí)響應(yīng)以滿足電網(wǎng)要求，是目前比較常見的方案，其邏輯框圖和響應(yīng)曲線如圖1圖2所示；

該控制策略能滿足大部分工況下的一次調(diào)頻需求指標(biāo)，但當(dāng)出現(xiàn)頻率信號(hào)采樣誤差、汽機(jī)調(diào)門流量曲線不線性、一次調(diào)頻和自動(dòng)發(fā)電控制指令之間沖突、小頻差擾動(dòng)下機(jī)組調(diào)頻響應(yīng)滯后，機(jī)組蓄熱不足或滑壓方式影響等問題時(shí)，容易造成機(jī)組一次調(diào)頻效果不理想的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種動(dòng)態(tài)精細(xì)化火電機(jī)組一次調(diào)頻控制策略，能夠自動(dòng)準(zhǔn)確地使發(fā)電機(jī)組滿足了電網(wǎng)調(diào)頻隨機(jī)性、精準(zhǔn)性的需要。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種動(dòng)態(tài)精細(xì)化火電機(jī)組一次調(diào)頻控制策略，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：具體控制策略如下：

S1：頻率信號(hào)采集方式優(yōu)化：將PMU裝置上的頻率和功率信號(hào)引入DEH，實(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)作為一次調(diào)頻動(dòng)作指令的計(jì)算，功率信號(hào)作為實(shí)時(shí)負(fù)荷的反饋；

S2：一次調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制指令沖突控制：判斷一次調(diào)頻響應(yīng)需求動(dòng)作，則閉鎖45秒自動(dòng)發(fā)電控制指令反向動(dòng)作：具體為一次調(diào)頻實(shí)時(shí)響應(yīng)要增負(fù)荷時(shí)，閉鎖自動(dòng)發(fā)電控制指令減小；一次調(diào)頻實(shí)時(shí)響需減小負(fù)荷，則閉鎖自動(dòng)發(fā)電控制指令增大；

S3：小頻差擾動(dòng)響應(yīng)滯后控制：判斷一次調(diào)頻響應(yīng)需求動(dòng)作，則通過超前環(huán)節(jié)，使一次調(diào)頻負(fù)荷輸出指令變化加快，當(dāng)頻率趨于穩(wěn)定時(shí)，通過滯后環(huán)節(jié)，繼續(xù)保持一段時(shí)間輸出指令緩慢下降，實(shí)現(xiàn)快動(dòng)緩回的控制；

S4：基于模型預(yù)估調(diào)頻積分系數(shù)精準(zhǔn)調(diào)頻：電廠傳統(tǒng)調(diào)頻回路對(duì)于機(jī)組來說是開環(huán)調(diào)節(jié)，依據(jù)固有調(diào)頻特性和機(jī)組蓄熱發(fā)揮作用，將理論貢獻(xiàn)負(fù)荷與實(shí)際貢獻(xiàn)負(fù)荷進(jìn)行對(duì)比，可以提前預(yù)判是否滿足電網(wǎng)調(diào)頻需求；當(dāng)一次調(diào)頻判斷開始后，積分模塊分別計(jì)算實(shí)際貢獻(xiàn)負(fù)荷和理論貢獻(xiàn)負(fù)荷之比，若該系數(shù)與考核系數(shù)存在偏差，則動(dòng)態(tài)修正DEH和CCS側(cè)的調(diào)頻作用：增加頻差至DEH流量指令的疊加系數(shù)，增強(qiáng)CCS側(cè)一次調(diào)頻負(fù)荷指令，減弱CCS側(cè)主汽壓力的拉回作用，在主汽溫安全范圍內(nèi)閉鎖減溫水調(diào)閥的干擾。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）本發(fā)明中采用的控制策略能解決一次調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制指令之間的沖突問題，能解決電網(wǎng)小頻差擾動(dòng)下機(jī)組調(diào)節(jié)響應(yīng)滯后的問題；能解決一次調(diào)頻對(duì)于機(jī)組調(diào)節(jié)開環(huán)控制，無法實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)適配和精準(zhǔn)調(diào)頻的問題；該控制策略提升了機(jī)組在協(xié)調(diào)系統(tǒng)和汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，自動(dòng)準(zhǔn)確地使發(fā)電機(jī)組滿足了電網(wǎng)調(diào)頻隨機(jī)性、精準(zhǔn)性的需要。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。