專利名稱：基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法；此方法適用于一種具有規(guī)模小、頻率波動(dòng)頻繁、變化幅度大和穩(wěn)定周期長(zhǎng)特征的電網(wǎng)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)中最重要的參數(shù)之一，電力系統(tǒng)頻率變化會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，把電力系統(tǒng)頻率控制在很小的變化范圍內(nèi)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要目標(biāo)。一次調(diào)頻控制功能是汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的基本和必備功能之一，它是由一次調(diào)頻控制系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)原理是當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化引起電網(wǎng)的頻率發(fā)生變化后，針對(duì)頻率偏差量，通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)組在一次調(diào)頻控制系統(tǒng)的作用下自動(dòng)地增加(電網(wǎng)頻率下降時(shí))或減小(電網(wǎng)頻率升高時(shí))自身的功率，從而實(shí)現(xiàn)限制電網(wǎng)頻率變化。一次調(diào)頻控制功能作為通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的手段，既要滿足電網(wǎng)側(cè)無(wú)延時(shí)性的要求，又要保證機(jī)組本身安全、平穩(wěn)運(yùn)行[1]。按調(diào)頻方式分類，一次調(diào)頻控制系統(tǒng)包括汽輪機(jī)側(cè)的數(shù)字式電液控制系統(tǒng)(DEH)一次調(diào)頻(方式一)、機(jī)組協(xié)調(diào)控制(UCC) —次調(diào)頻(方式二)、DHl和UCC聯(lián)合一次調(diào)頻(方式三)三種方式[2]。具體地，目前，原系統(tǒng)并網(wǎng)機(jī)組的一次調(diào)頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)普遍以DHl和UCC的聯(lián)合一次調(diào)頻方式為基礎(chǔ)，如圖I所示。調(diào)頻方法是將電網(wǎng)頻差因子(以50Hz為基準(zhǔn))轉(zhuǎn)換成負(fù)荷增減量信號(hào)后，一方面是將其疊加于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥控制指令，以改變調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，并利用鍋爐蓄熱快速增減機(jī)組負(fù)荷，以滿足電網(wǎng)頻率要求；另一方面是改變鍋爐負(fù)荷指令，將主蒸汽壓力維持在安全范圍內(nèi)。小型區(qū)域電網(wǎng)由于其電網(wǎng)規(guī)模小、裝機(jī)容量少、電網(wǎng)穩(wěn)定性差和電能質(zhì)量水平低，一般來(lái)說(shuō)，其電網(wǎng)頻率波動(dòng)隨著負(fù)荷段的變化波動(dòng)劇烈。有數(shù)據(jù)表明，其一天內(nèi)的電網(wǎng)頻率波動(dòng)范圍在49Hz 50. 5Hz之間；而大型電網(wǎng)電能質(zhì)量較好，電網(wǎng)頻率波動(dòng)范圍普遍在
49.9 50. IHz之間。因此，將EffiH和UCC的聯(lián)合一次調(diào)頻方式在應(yīng)用于小型區(qū)域電網(wǎng)時(shí)，投運(yùn)過(guò)程中，劇烈波動(dòng)的頻率(±0. 3 0. 5Hz)直接導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻控制系統(tǒng)頻繁動(dòng)作，出現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷指令急升、急降的現(xiàn)象。由于火力發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)存在較大的滯后特性，在高頻負(fù)荷指令變動(dòng)的情況下，容易造成機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定。機(jī)組多項(xiàng)主參數(shù)(主汽溫、主汽壓、汽包水位)波動(dòng)幅度較大，從而引起協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)切除。嚴(yán)重時(shí)，機(jī)組部分參數(shù)甚至接近機(jī)組安全運(yùn)行底限值，影響了發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。[I]馬素霞，馬慶中，張龍英，中間再熱機(jī)組一次調(diào)頻特性研究[J].熱能動(dòng)力工程，2010, 25(1)；[2]鄭航林 一次調(diào)頻控制策略的優(yōu)化[J].熱力發(fā)電，2008，37 (9)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)和不足，提供一種基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一、基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻系 統(tǒng)(簡(jiǎn)稱本一次調(diào)頻系統(tǒng))本一次調(diào)頻系統(tǒng)包括主機(jī)設(shè)備；設(shè)置有本一次調(diào)頻控制器；本一次調(diào)頻控制器分別與汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元和機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元連接，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻控制功能。本一次調(diào)頻控制器以工業(yè)控制服務(wù)器為核心并配置相應(yīng)外圍通訊端口，其軟件控制模塊包括快速頻率延時(shí)計(jì)算單元、絕對(duì)值計(jì)算單元、頻率變化速率判斷單元、保持脈沖計(jì)算單元、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元、不等率增益計(jì)算單元、不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元、補(bǔ)償限制單元和模擬量指令輸出選擇單元；其交互關(guān)系是快速頻率延時(shí)計(jì)算單元、絕對(duì)值計(jì)算單元、頻率變化速率判斷單元、保持脈沖計(jì)算單元、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元依次交互，實(shí)現(xiàn)變速率負(fù)荷指令修正方式判斷；通用頻率延時(shí)計(jì)算單元、不等率增益計(jì)算單元、模擬量指令輸出選擇單元509依次交互，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)下的變速率負(fù)荷指令修正；不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元、補(bǔ)償限制單元、模擬量指令輸出選擇單元依次交互，實(shí)現(xiàn)緊急工況下的負(fù)荷指令修正。二、基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法(簡(jiǎn)稱方法)本方法包括下列步驟①將電網(wǎng)頻率信號(hào)fac;t按照快速頻率延時(shí)計(jì)算單元定義的傳遞函數(shù)方程灼 W = 愧翻》翩__誇 fk ；②將電網(wǎng)頻率延時(shí)信號(hào)fk與電網(wǎng)頻率信號(hào)fart進(jìn)行求差計(jì)算，得到瞬時(shí)電網(wǎng)頻率相對(duì)變化量A fk ；③對(duì)A fk進(jìn)行求絕對(duì)值計(jì)算，得到瞬時(shí)電網(wǎng)頻率絕對(duì)變化量A f*k ;頻率變化速率判斷單元通過(guò)對(duì)Afk的計(jì)算分析，通過(guò)保持脈沖計(jì)算單元得到瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼C1(Oa)；④通用頻率延時(shí)計(jì)算單元按照補(bǔ)償方式代碼C1(Oj)的要求，利用傳遞函數(shù)方程.ft(t) = ^/吣⑴對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)fac;t進(jìn)行處理計(jì)算，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)，得到電網(wǎng)
頻率延時(shí)信號(hào)f。，并與電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)fac;t進(jìn)行比較計(jì)算，得到實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻差信號(hào)Af。；⑤不等率增益計(jì)算單元根據(jù)機(jī)組不等率斜率Ks，按照方程AP1 = Ks X Af。，計(jì)算出實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量AP1，通過(guò)汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)開(kāi)、關(guān)調(diào)閥，改變進(jìn)汽流量，進(jìn)而改變機(jī)組有功功率，實(shí)現(xiàn)機(jī)組有功功率的快速補(bǔ)償；⑥不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元按照機(jī)組不等率函數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)頻率fart同標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)頻率50Hz的頻差值進(jìn)行計(jì)算，得到機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量AP2和機(jī)組安全限幅后機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量AP*2 ；⑦不等率函數(shù)計(jì)算單元同時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率faet數(shù)值，當(dāng)faet > 50. 2Hz或者fact< 49. OHz時(shí)，得到一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼C2 (0，I)；⑧模擬量指令輸出單元根據(jù)一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼C2 (0，I)進(jìn)行判斷，在(2(0，1) = I時(shí)將A Pb賦值為八？*2，在(2(0，1) =0時(shí)將A Pb賦值為AP1;⑨通過(guò)機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元、鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元、鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元，分別計(jì)算出鍋爐給煤量指令P、鍋爐給水量指令《、鍋爐風(fēng)量指令U，驅(qū)動(dòng)鍋爐給煤機(jī)、給水泵、送風(fēng)機(jī)設(shè)備，改變鍋爐燃燒率，使鍋爐負(fù)荷同機(jī)組負(fù)荷指令要求相匹配。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果①采用浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)，能夠克服電網(wǎng)頻率長(zhǎng)周期偏離50Hz所引起的一次調(diào)頻控制系統(tǒng)持續(xù)輸出補(bǔ)償量而無(wú)法回復(fù)到頻差死區(qū)內(nèi)的弊端，能夠保持機(jī)組的持續(xù)調(diào)頻能力，為后期響應(yīng)提供調(diào)頻裕量；②采用頻率變化速率判斷單元，能通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率的變化速率，選擇一次調(diào)頻系統(tǒng)所采用的調(diào)頻方式(快速、慢速)。在電網(wǎng)頻率慢速變化時(shí)，一次調(diào)頻系統(tǒng)能采用慢速調(diào)頻模式進(jìn)行負(fù)荷指令補(bǔ)償，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性；在電網(wǎng)頻率因外部負(fù)荷變化突變時(shí)，一次調(diào)頻控制系統(tǒng)能夠依靠快速調(diào)頻模式及時(shí)響應(yīng)負(fù)荷的變化，大幅度增加或者減少機(jī)組出力，滿足電網(wǎng)的調(diào)頻要求?？?、慢速調(diào)頻模式的區(qū)分，能提高網(wǎng)內(nèi)火力發(fā)電機(jī)組對(duì)小型區(qū)域電網(wǎng)頻率特性的適應(yīng)能力，并且克服了機(jī)組負(fù)荷指令隨著頻差實(shí)時(shí)變化而造成的大幅、快速增減現(xiàn)象；③引入一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式，使一次調(diào)頻控制系統(tǒng)在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)極端工況時(shí)，能夠及時(shí)為電網(wǎng)提供負(fù)荷支撐，為電網(wǎng)頻率安全提供了有效保障。


圖I是原一次調(diào)頻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本一次調(diào)頻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(簡(jiǎn)圖)；圖3是本一次調(diào)頻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(詳圖)；圖4是本一次調(diào)頻控制器硬件結(jié)構(gòu)圖；圖5是電力系統(tǒng)頻率_功率關(guān)系圖；圖6是軟件實(shí)時(shí)運(yùn)算處理模塊流程圖；圖7是工程試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。圖中000-原一次調(diào)頻控制器；100-汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元；200-汽輪機(jī)DHl調(diào)節(jié)伺服卡，201-汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組；300-機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元；400-鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元，401-給煤機(jī)電機(jī)；500- 一次調(diào)頻控制器，501-快速頻率延時(shí)計(jì)算單元，502-絕對(duì)值計(jì)算單元，
503-頻率變化速率判斷單元，504-保持脈沖計(jì)算單元，505-通用頻率延時(shí)計(jì)算單元，506-不等率增益計(jì)算單元，507-不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元，508-補(bǔ)償限制單元，509-模擬量指令輸出選擇單元；600-鍋爐給水泵指令計(jì)算單元，601-鍋爐給水泵；700-鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元；701-送風(fēng)機(jī)電機(jī)。800-工程師室配置服務(wù)器硬件連接圖；900-電子設(shè)備間配置連接圖；1000-分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明一、本一次調(diào)頻系統(tǒng)(單調(diào)節(jié)回路)I、總體如圖2、3，本一次調(diào)頻系統(tǒng)包括主機(jī)設(shè)備汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元100、汽輪機(jī)DHl調(diào)節(jié)伺服卡200、汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201、機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300、鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元400、給煤機(jī)電機(jī)401、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元600、汽動(dòng)給水泵601、鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元700和送風(fēng)機(jī)電機(jī)701 ；其連接關(guān)系是汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元100、汽輪機(jī)DHl調(diào)節(jié)伺服卡200、汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201依次連接，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)組進(jìn)汽量控制，進(jìn)而控制汽輪機(jī)組有功功率；機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300、鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元400、給煤機(jī)電機(jī)401依次連接，實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，相應(yīng)改變鍋爐燃料量；機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元600、汽動(dòng)給水泵601依次連接，實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，為鍋爐變負(fù)荷提供相匹配的給水流量；機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300、鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元700、送風(fēng)機(jī)電機(jī)701依次連接，實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，為鍋爐燃燒提供合適的配風(fēng)；設(shè)置有本一次調(diào)頻控制器500 ；本一次調(diào)頻控制器500分別與汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元100和機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300連接，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻控制功能。本一次調(diào)頻控制器500以工業(yè)控制服務(wù)器為核心并配置相應(yīng)外圍通訊端口，其軟件控制模塊包括快速頻率延時(shí)計(jì)算單元501、絕對(duì)值計(jì)算單元502、頻率變化速率判斷單元503、保持脈沖計(jì)算單元504、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505、不等率增益計(jì)算單元506、不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元507、補(bǔ)償限制單元508和模擬量指令輸出選擇單元509 ；其交互關(guān)系是
快速頻率延時(shí)計(jì)算單元501、絕對(duì)值計(jì)算單元502、頻率變化速率判斷單元503、保持脈沖計(jì)算單元504、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505依次交互，實(shí)現(xiàn)變速率負(fù)荷指令修正方式判斷；通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505、不等率增益計(jì)算單元506、模擬量指令輸出選擇單元509依次交互，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)下的變速率負(fù)荷指令修正；
不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元507、補(bǔ)償限制單元508、模擬量指令輸出選擇單元509依次交互，實(shí)現(xiàn)緊急工況下的負(fù)荷指令修正。2、功能塊I)主機(jī)設(shè)備①汽輪機(jī)DEH(數(shù)字電液控制系統(tǒng))調(diào)節(jié)伺服卡200及汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201汽輪機(jī)采用一次中間再熱、單軸和凝式汽輪機(jī)，配備全周汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201。汽輪機(jī)DEH由電氣原理設(shè)計(jì)的敏感元件、數(shù)字電路(計(jì)算機(jī))以及按液壓原理設(shè)計(jì)的放大元件和液壓伺服機(jī)構(gòu)組成。汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201的功能是實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)組進(jìn)汽量控制，進(jìn)而控制汽輪機(jī)組有功功率。②給煤機(jī)電機(jī)401給煤機(jī)電機(jī)401包括皮帶式給煤機(jī)，并配合有雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)、碗式直吹磨煤機(jī)或中儲(chǔ)式給粉機(jī)。給煤機(jī)電機(jī)401的功能是實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，相應(yīng)改變鍋爐燃料量。③鍋爐給水泵601鍋爐給水泵601 —般采用兩臺(tái)50% BMCR(鍋爐最大連續(xù)出力)的汽動(dòng)給水泵和一臺(tái)30% BMCR的電動(dòng)給水泵；或者采用兩臺(tái)60% BMCR汽動(dòng)給水泵，或者采用三臺(tái)50% BMCR電動(dòng)給水泵。鍋爐給水泵601的功能是實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，為鍋爐變負(fù)荷提供相匹配的給水流量。④送風(fēng)機(jī)電機(jī)701送風(fēng)機(jī)電機(jī)701采用兩臺(tái)50% BMCR的軸流風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)電機(jī)701的功能是實(shí)現(xiàn)鍋爐按照機(jī)組負(fù)荷指令要求，為鍋爐燃燒提供合適的配風(fēng)。⑤汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元100和機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300均為控制系統(tǒng)軟件組態(tài)程序，其功能是接收機(jī)組負(fù)荷指令，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算后，再向下級(jí)控制器發(fā)送控制指令。⑥汽輪機(jī)DHl調(diào)節(jié)伺服卡200、鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元400、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元600和鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元700均為可編程控制器(PLC)，其功能是接收上級(jí)控制指令進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后再驅(qū)動(dòng)下級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。2)本一次調(diào)頻控制器500①快速頻率延時(shí)計(jì)算單元501是根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)，通過(guò)慣性環(huán)節(jié)，得到快速延時(shí)后的電網(wǎng)頻率；
②絕對(duì)值計(jì)算單元502是對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)與快速延時(shí)后的電網(wǎng)頻率信號(hào)之差進(jìn)行絕對(duì)值處理；③頻率變化速率判斷單元503是對(duì)瞬時(shí)電網(wǎng)頻率變化量絕對(duì)值的幅度進(jìn)行判斷，超過(guò)設(shè)定的門檻值即觸發(fā)保持脈沖；④保持脈沖計(jì)算單元504是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的脈沖時(shí)間，生成瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼，并使代碼以脈沖信號(hào)的方式同其他單元進(jìn)行交互；⑤通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505是根據(jù)瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代 碼的要求，對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率進(jìn)行計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)功能；⑥不等率增益計(jì)算單元506是根據(jù)機(jī)組不等率，按照增益方程，計(jì)算出實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量；⑦不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元507是按照機(jī)組不等率函數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)頻率同標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)頻率50Hz的頻差值進(jìn)行計(jì)算，得到機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量；同時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率，根據(jù)其范圍生成相應(yīng)的一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼；⑧補(bǔ)償限制單元508是對(duì)507計(jì)算出的機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理；⑨模擬量指令輸出選擇單元509是根據(jù)一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼，在正常情況下將機(jī)組有功功率補(bǔ)償量作為輸出，交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元，在緊急情況下將機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量作為輸出，交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元。如圖4，本一次調(diào)頻控制器500采用以骨架-系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)的分布式控制系統(tǒng)(DCS)作為硬件平臺(tái)，并用特定軟件對(duì)控制器進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)所要求的一次調(diào)頻功倉(cāng)泛。目前國(guó)內(nèi)DCS主要廠家有上海新華、南京科遠(yuǎn)、杭州優(yōu)穩(wěn)、浙大中控、和利時(shí)、浙江威盛、自儀股份、魯能控制、國(guó)電智深、上海華文、上海樂(lè)華、浙江中自等；國(guó)外DCS主要廠家有西屋(艾默生)、？(《8( 0、488、西門子、霍尼韋爾、橫河、羅克韋爾、山武-霍尼韋爾公司、FISHER-R0SEM0UNT公司等。DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有幾大優(yōu)點(diǎn)首先，它能滿足實(shí)時(shí)性的要求，能在確定的時(shí)間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說(shuō)的“確定”的時(shí)間限度，是指在無(wú)論何種情況下，信息傳送都能在這個(gè)時(shí)間限度內(nèi)完成，而這個(gè)時(shí)間限度則是根據(jù)被控制過(guò)程的實(shí)時(shí)性要求確定的；其次，它采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)非?？煽?，無(wú)論在任何情況下，網(wǎng)絡(luò)通信都不會(huì)中斷；第三，為了滿足系統(tǒng)擴(kuò)充性的要求，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)比實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時(shí)增加新的節(jié)點(diǎn)，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于較輕的通信負(fù)荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，并具有很強(qiáng)在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。DCS系統(tǒng)采用完全對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制(DDC)功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站，用以分擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個(gè)站點(diǎn)失效造成整個(gè)系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，也可以使各站點(diǎn)分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。DCS利用工程師站進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對(duì)DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟件(即組態(tài)軟件)，并在DCS在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過(guò)工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。3、本系統(tǒng)工作原理為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)所要求的一次調(diào)頻功能，火力發(fā)電機(jī)組都設(shè)計(jì)了一次調(diào)頻控制系統(tǒng)。如圖5 (電力系統(tǒng)頻率-功率關(guān)系曲線)，電力系統(tǒng)平衡運(yùn)行點(diǎn)為a，如果系統(tǒng)中的負(fù)載增加A Pl,則總負(fù)荷靜態(tài)頻率特性變?yōu)镻u，假設(shè)這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的所有機(jī)組均無(wú)調(diào)速器，機(jī)組的輸入功率恒定為PT，且等于匕，則系統(tǒng)頻率將下降，負(fù)載所取用的有功功率逐漸減小。依靠負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，運(yùn)行點(diǎn)移到b點(diǎn)，頻率穩(wěn)定值下降到f3，系統(tǒng)負(fù)載所取用的有功功率仍然為原來(lái)的值。在這種情況下，頻率偏差值A(chǔ)f決定于 值的大小，一般是相當(dāng)大的。但是，實(shí)際上各火力發(fā)電機(jī)組都設(shè)計(jì)有一次調(diào)頻控制系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載增加，頻率開(kāi)始下降后，一次調(diào)頻控制系統(tǒng)開(kāi)始工作，驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)器動(dòng)作，增加機(jī)組的輸入功率PT。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在c點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，頻率為f2，這時(shí)系統(tǒng)負(fù)載所取用的功率為Pm小于額定頻率下所需要的功率Pu。此時(shí)的頻率偏差A(yù)f要比功率調(diào)節(jié)器時(shí)小得多了，這種調(diào)節(jié)作用通常稱為一次調(diào)頻。二、方法I、本方法的相關(guān)工作過(guò)程根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況，可將頻率按照不同的數(shù)值區(qū)間劃分，分別討論相應(yīng)工況下本一次調(diào)頻控制器500的工作過(guò)程。I)慢速率負(fù)荷指令修正方式該方式的工作工況是電網(wǎng)頻率在49 50. 2Hz之間波動(dòng)，在某一時(shí)刻，時(shí)刻電網(wǎng)頻率因?yàn)樨?fù)荷用戶的增加或減少而下降或上升，且下降或上升速率< 0. OlHz/min。此時(shí)，快速頻率延時(shí)計(jì)算單元501所計(jì)算出的延時(shí)后電網(wǎng)頻率信號(hào)fk同實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fac;t的差值即為瞬時(shí)電網(wǎng)頻率相對(duì)變化量A fk，絕對(duì)值計(jì)算單元502對(duì)A fk進(jìn)行絕對(duì)值運(yùn)算后，輸出瞬時(shí)電網(wǎng)頻率絕對(duì)變化量Af\與頻率變化速率判斷單元503進(jìn)行交互。由于此時(shí)A f*k < 0. OlHz/min,保持脈沖計(jì)算單元504通過(guò)運(yùn)算會(huì)判定瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼C1O), I)為狀態(tài)字“0”，通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505接收“0”狀態(tài)字后，按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的慢速慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。這樣的工作方式即稱為慢速率負(fù)荷指令修正方式。在主運(yùn)算回路方面，實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fart首先交互至通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505,得至IJ運(yùn)算后的電網(wǎng)頻率延時(shí)信號(hào)f。，并同實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fac;t進(jìn)行求差運(yùn)算，得到電網(wǎng)頻差信號(hào)Af。。這種頻差不同于傳統(tǒng)的基于50Hz頻率基準(zhǔn)的計(jì)算方式，而是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生一定的頻差量，因此稱為浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)方式。不等率增益計(jì)算單元506則依據(jù)機(jī)組不等率增益斜率Ks，計(jì)算出頻差信號(hào)A fc所對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量APi。AP1 —方面直接疊加到汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元100，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥組201動(dòng)作，提前增加汽輪機(jī)進(jìn)汽流量，形成機(jī)組負(fù)荷的快速響應(yīng)；另一方面交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)給煤機(jī)電機(jī)401、汽動(dòng)給水泵601、送風(fēng)機(jī)電機(jī)701,從而改變鍋爐維持后續(xù)負(fù)荷所需的煤量、水量、風(fēng)量,確保一次調(diào)頻動(dòng)作后，機(jī)組能進(jìn)入相應(yīng)的穩(wěn)定工況。
此方式的特點(diǎn)是，只有少量的調(diào)頻補(bǔ)償量參與機(jī)組的調(diào)節(jié)，目的是滿足電網(wǎng)頻率在緩慢下降或上升(速率<0. OlHz/min)的過(guò)程中，網(wǎng)內(nèi)各機(jī)組的一次調(diào)頻系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷偏差的補(bǔ)償進(jìn)行微調(diào)。2)快速率負(fù)荷指令修正方式該方式的工作工況是電網(wǎng)頻率faet在49 50. 2Hz之間波動(dòng)，在某一時(shí)刻，電網(wǎng)頻率fart因?yàn)樨?fù)荷用戶的增加或減少而下降或上升，且下降或上升速率> 0. OlHz/min。此時(shí)，快速頻率延時(shí)計(jì)算單元501所計(jì)算出的延時(shí)后電網(wǎng)頻率信號(hào)fk同實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fac;t的差值即為瞬時(shí)電網(wǎng)頻率相對(duì)變化量A fk，絕對(duì)值計(jì)算單元502對(duì)A fk進(jìn)行絕對(duì)值運(yùn)算后，輸出瞬時(shí)電網(wǎng)頻率絕對(duì)變化量Af\與頻率變化速率判斷單元503進(jìn)行交互。由于此時(shí)A f*k > 0. OlHz/min,保持脈沖計(jì)算單元504通過(guò)運(yùn)算會(huì)判定瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼C1 (0，I)為狀態(tài)字“1”，通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505接收“I”狀態(tài)字后，會(huì)將輸出的延時(shí)電網(wǎng)頻率f。按照上一運(yùn)算周期的數(shù)值進(jìn)行保持，保持時(shí)間已預(yù)先在該單元中設(shè)置。這樣的工作方式即稱為快速率負(fù)荷指令修正方式。由于通用頻率延時(shí)計(jì)算單元505的輸出信號(hào)f。保持不變，在后續(xù)一段時(shí)間內(nèi)，頻差信號(hào)Af。的數(shù)值會(huì)隨著實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fac;t的逐步下降或上升一直增大，致使不等率增益計(jì)算單元506的所輸出的實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量AP1絕對(duì)值一直增大。因此，同慢速率負(fù)荷指令修正方式相比，在單位時(shí)間內(nèi)，機(jī)組對(duì)電網(wǎng)頻率的變化提供更多的負(fù)荷響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了快速頻率響應(yīng)。此方式的特點(diǎn)是一次調(diào)頻系統(tǒng)認(rèn)為電網(wǎng)頻率下降或上升速率過(guò)快，因此提供更多的調(diào)頻補(bǔ)償量參與機(jī)組的調(diào)節(jié)，目的是滿足電網(wǎng)頻率在快速下降或上升(速率>
0.OlHz/min)的過(guò)程中，網(wǎng)內(nèi)各機(jī)組的一次調(diào)頻系統(tǒng)迅速補(bǔ)償電網(wǎng)缺口負(fù)荷或快卸盈余電量，減緩系統(tǒng)頻率的下降或上升速率。3)緊急負(fù)荷指令修正方式該方式的工作工況是電網(wǎng)頻率faet在某一時(shí)刻，突降至49. OHz以下或者突升至
50.2Hz以上此時(shí)，不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元507 —方面根據(jù)機(jī)組不等率特性曲線計(jì)算出該時(shí)刻電網(wǎng)頻率fac;t同電網(wǎng)頻率基準(zhǔn)值50Hz之間的偏差，并計(jì)算出此頻率偏差所對(duì)應(yīng)的機(jī)組有功功率補(bǔ)償量AP2，然后同補(bǔ)償限制單元508交互，實(shí)現(xiàn)機(jī)組有功功率補(bǔ)償?shù)陌踩薹δ?，最終得到機(jī)組安全限幅后機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量AP;另一方面，不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元507將一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼C2 (0，I)至狀態(tài)字“1”，交互至模擬量指令輸出選擇單元509，將其輸出A Pb賦值為AP;并交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元300，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)給煤機(jī)電機(jī)401、汽動(dòng)給水泵601、送風(fēng)機(jī)電機(jī)701，從而改變鍋爐維持后續(xù)負(fù)荷所需的煤量、水量、風(fēng)量，確保一次調(diào)頻動(dòng)作后，機(jī)組能進(jìn)入相應(yīng)的穩(wěn)定工況。
此方式的特點(diǎn)是一旦電網(wǎng)頻率降至49Hz以下或者升至50. 2Hz，一次調(diào)頻控制器即認(rèn)為此時(shí)電網(wǎng)頻率的變化已經(jīng)超出了安全范圍，立即將一次調(diào)頻控制方式轉(zhuǎn)為緊急模式，通過(guò)大幅度增加或者減少機(jī)組有功功率，補(bǔ)償或者快卸電網(wǎng)多余電量，使電網(wǎng)頻率快速恢復(fù)至正常值范圍。2、軟件設(shè)計(jì)
圖6為一次調(diào)頻控制器500工作時(shí)的軟件運(yùn)算流程圖。軟件運(yùn)算按照以下步驟進(jìn)行第0:本周期運(yùn)算開(kāi)始；第I :實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率變化速率計(jì)算A fk ;(對(duì)應(yīng)方法步驟①，②)第2 :絕對(duì)值計(jì)算，求得A ;(對(duì)應(yīng)方法步驟③)第3 :進(jìn)行A f\ < 0. OlHz/min判定，是則進(jìn)入第4步驟，否則跳轉(zhuǎn)至第6步驟；(對(duì)應(yīng)方法步驟③)第4 ^C1(Oa)狀態(tài)字置 “0”;
第5 :利用傳遞函數(shù)fe(t) = l/(l+20s) Xfact(t)計(jì)算f。,并跳轉(zhuǎn)至第8步；(對(duì)應(yīng)方法步驟④)第6 ^C1(Oa)狀態(tài)字置 “I”;第7 :將fe(t)保持上一運(yùn)算周期值N秒；第8 :用方程A f。= fact-f。計(jì)算頻差；(對(duì)應(yīng)方法步驟④)第9 :由頻差A(yù)f 。計(jì)算一次調(diào)頻補(bǔ)償功率AP1 ;(對(duì)應(yīng)方法步驟⑤)第10 :進(jìn)行fact < 49. OHz或fact > 50. 2Hz判定，是則進(jìn)入第11步驟，否則跳轉(zhuǎn)至第12步驟；(對(duì)應(yīng)方法步驟⑦)第11 :將APb賦值為A P1Jfe轉(zhuǎn)至第15步驟；(對(duì)應(yīng)方法步驟⑧)第12 :根據(jù)機(jī)組不等率特性曲線計(jì)算AP2 ;(對(duì)應(yīng)方法步驟⑥)第13 :限幅運(yùn)算得到AP*2 ;(對(duì)應(yīng)方法步驟⑥)第14 :將A Pb賦值為A P*2，進(jìn)入第15步驟；(對(duì)應(yīng)方法步驟⑧)第15 :本周期運(yùn)算結(jié)束。三、測(cè)試結(jié)果圖7是將基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻控制系統(tǒng)應(yīng)用于工程試驗(yàn)中所獲得的實(shí)時(shí)機(jī)組主要參數(shù)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在實(shí)際汽輪發(fā)電機(jī)組投運(yùn)過(guò)程中，表現(xiàn)出了對(duì)小型區(qū)域電網(wǎng)頻率的高頻、大幅波動(dòng)特性的良好適應(yīng)性，且同時(shí)能夠使機(jī)組的一次調(diào)頻能力滿足電網(wǎng)調(diào)度指標(biāo)要求。
權(quán)利要求
1.一種基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻系統(tǒng)，包括主機(jī)設(shè)備；其特征在于 設(shè)置有本一次調(diào)頻控制器(500)； 本一次調(diào)頻控制器(500)分別與汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元(100)和機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元(300)連接，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻控制功能。
本一次調(diào)頻控制器(500)以工業(yè)控制服務(wù)器為核心并配置相應(yīng)外圍通訊端口，其軟件控制模塊包括快速頻率延時(shí)計(jì)算單元(501)、絕對(duì)值計(jì)算單元(502)、頻率變化速率判斷單元(503)、保持脈沖計(jì)算單元(504)、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元(505)、不等率增益計(jì)算單元(506)、不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元(507)、補(bǔ)償限制單元(508)和模擬量指令輸出選擇單元(509)； 其交互關(guān)系是 快速頻率延時(shí)計(jì)算單元(501)、絕對(duì)值計(jì)算單元(502)、頻率變化速率判斷單元(503)、保持脈沖計(jì)算單元(504)、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元(505)依次交互,實(shí)現(xiàn)變速率負(fù)荷指令修正方式判斷； 通用頻率延時(shí)計(jì)算單元(505)、不等率增益計(jì)算單元(506)、模擬量指令輸出選擇單元(509)依次交互，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)下的變速率負(fù)荷指令修正； 不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元(507)、補(bǔ)償限制單元(508)、模擬量指令輸出選擇單元(509)依次交互，實(shí)現(xiàn)緊急工況下的負(fù)荷指令修正。
2.按權(quán)利要求I所述的一次調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于 ①快速頻率延時(shí)計(jì)算單元(501)是根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)，通過(guò)慣性環(huán)節(jié)，得到快速延時(shí)后的電網(wǎng)頻率； ②絕對(duì)值計(jì)算單元(502)是對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)與快速延時(shí)后的電網(wǎng)頻率信號(hào)之差進(jìn)行絕對(duì)值處理； ③頻率變化速率判斷單元(503)是對(duì)瞬時(shí)電網(wǎng)頻率變化量絕對(duì)值的幅度進(jìn)行判斷，超過(guò)設(shè)定的門檻值即觸發(fā)保持脈沖； ④保持脈沖計(jì)算單元(504)是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的脈沖時(shí)間，生成瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼，并使代碼以脈沖信號(hào)的方式同其他單元進(jìn)行交互； ⑤通用頻率延時(shí)計(jì)算單元(505)是根據(jù)瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼的要求，對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率進(jìn)行計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)功能； ⑥不等率增益計(jì)算單元(506)是根據(jù)機(jī)組不等率，按照增益方程，計(jì)算出實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量； ⑦不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元(507)是按照機(jī)組不等率函數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)頻率同標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)頻率50Hz的頻差值進(jìn)行計(jì)算，得到機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量；同時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率，根據(jù)其范圍生成相應(yīng)的一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼； ⑧補(bǔ)償限制單元(508)是對(duì)不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元(507)計(jì)算出的機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理； ⑨模擬量指令輸出選擇單元(509)是根據(jù)一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼，在正常情況下將機(jī)組有功功率補(bǔ)償量作為輸出，交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元，在緊急情況下將機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量作為輸出，交互至機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元。
3.基于權(quán)利要求I所述一次調(diào)頻系統(tǒng)的浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法，其特征在于 ①將電網(wǎng)頻率信號(hào)fart按照快速頻率延時(shí)計(jì)算單元定義的傳遞函數(shù)方程ψΛ = 1417-4s/aet(t〕進(jìn)行計(jì)算，得到延時(shí)后的電網(wǎng)頻率信號(hào)fk ； ②將電網(wǎng)頻率延時(shí)信號(hào)fk與電網(wǎng)頻率信號(hào)fart進(jìn)行求差計(jì)算，得到瞬時(shí)電網(wǎng)頻率相對(duì)變化量Λ fk ; ③對(duì)△fk進(jìn)行求絕對(duì)值計(jì)算，得到瞬時(shí)電網(wǎng)頻率絕對(duì)變化量△ f\ ;頻率變化速率判斷單元通過(guò)對(duì)Afk的計(jì)算分析，通過(guò)保持脈沖計(jì)算單元得到瞬時(shí)一次調(diào)頻系統(tǒng)負(fù)荷指令的補(bǔ)償方式代碼C1 (O，I)； ④通用頻率延時(shí)計(jì)算單元按照補(bǔ)償方式代碼C1(O，I)的要求，利用傳遞函數(shù)方程 (X) = 士/』):對(duì)_細(xì)步脾辟fact mfmmm,麵孚云力步廳周見(jiàn)翻_頻率延時(shí)信號(hào)f。，并與電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率信號(hào)fac;t進(jìn)行比較計(jì)算，得到實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻差信號(hào)Af。； ⑤不等率增益計(jì)算單元根據(jù)機(jī)組不等率斜率Ks，按照方程AP1= K5 X Af。，計(jì)算出實(shí)時(shí)機(jī)組有功功率補(bǔ)償量AP1，通過(guò)汽輪機(jī)調(diào)閥開(kāi)度計(jì)算單元驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)開(kāi)、關(guān)調(diào)閥，改變進(jìn)汽流量，進(jìn)而改變機(jī)組有功功率，實(shí)現(xiàn)機(jī)組有功功率的快速補(bǔ)償； ⑥不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元按照機(jī)組不等率函數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)頻率fart同標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)頻率50Hz的頻差值進(jìn)行計(jì)算，得到機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量AP2和機(jī)組安全限幅后機(jī)組有功功率緊急補(bǔ)償量Λ Pi2 ； ⑦不等率函數(shù)計(jì)算單元同時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率fart數(shù)值，當(dāng)fart> 50. 2Hz或者fac;t< 49. OHz時(shí)，得到一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼C2 (0，I)； ⑧模擬量指令輸出單元根據(jù)一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式代碼C2(0，I)進(jìn)行判斷，在C2(Oa) = I時(shí)將Δ Pb賦值為Δ p*2，在C2 (0，I) = O時(shí)將Δ Pb賦值為Δ P1 ； ⑨通過(guò)機(jī)組負(fù)荷指令計(jì)算單元、鍋爐給煤機(jī)指令計(jì)算單元、鍋爐給水泵指令計(jì)算單元、鍋爐送風(fēng)機(jī)指令計(jì)算單元，分別計(jì)算出鍋爐給煤量指令β、鍋爐給水量指令ω、鍋爐風(fēng)量指令μ，驅(qū)動(dòng)鍋爐給煤機(jī)、給水泵、送風(fēng)機(jī)設(shè)備，改變鍋爐燃燒率，使鍋爐負(fù)荷同機(jī)組負(fù)荷指令要求相匹配。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正的一次調(diào)頻方法，涉及一種火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域。本一次調(diào)頻控制器以工業(yè)控制服務(wù)器為核心并配置相應(yīng)外圍通訊端口，其軟件控制模塊包括快速頻率延時(shí)計(jì)算單元、絕對(duì)值計(jì)算單元、頻率變化速率判斷單元、保持脈沖計(jì)算單元、通用頻率延時(shí)計(jì)算單元、不等率增益計(jì)算單元、不等率曲線函數(shù)計(jì)算單元、補(bǔ)償限制單元和模擬量指令輸出選擇單元。本發(fā)明采用浮動(dòng)頻差調(diào)節(jié)和變速率負(fù)荷指令修正以及引入一次調(diào)頻系統(tǒng)緊急補(bǔ)償方式，為電網(wǎng)頻率安全提供了有效保障。此方法適用于一種具有規(guī)模小、頻率波動(dòng)頻繁、變化幅度大和穩(wěn)定周期長(zhǎng)特征的電網(wǎng)。
文檔編號(hào)H02P9/04GK102629762SQ20121012191
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者潘楊, 賈慶巖 申請(qǐng)人:湖北省電力公司電力試驗(yàn)研究院