專利名稱：基于機前壓力補償的一次調頻方法
技術領域：
本發明涉及一種基于機前壓力補償的一次調頻方法。
背景技術：
隨著機組容量的不斷增加，電力市場經濟的進一步深入，電網的供電質量要求也 越來越高，要求進一步提高電網頻率、電網聯絡線控制水平，同時隨著國家提出大電網建設 要求，各電網之間要實現互連，對各地方電網的頻率和聯絡線控制都提出了更高的要求，各 子網必須具有較強的控制能力。這要求發電機組首先保證自己的安全，同時在主網出現異 常情況時具有一定的幫助處理事故的能力。一次調頻功能正是機組在電網出現異常的情況 下充分利用鍋爐蓄熱快速響應，以彌補電網負荷差距，穩定電網頻率。國內外應用現狀發電機組一次調頻作為機組控制的一項重要功能，為電網的穩定與安全起著重要 的作用，為保證電網供電質量奠定良好的基礎。對于原有的液調機組而言，一次調頻是由汽輪機所固有的功能，在機組調整時由 技術人員根據機組性能和系統要求進行相應的設置，只要機組并網運行就起到一定的調節 作用，無法由運行人員投切。隨著計算機技術的發展和DCS(分散控制系統)系統在電廠的 廣泛應用，汽輪機控制開始轉換到電調方式，一次調頻功能也由DEH(數字電液控制系統) 實現；同時，隨著機組控制自動化水平的提高，大部分機組投入了協調控制。這樣就要求研 究在機組協調控制和DEH控制運行方式下的一次調頻控制方案。目前國內許多省份或地區正在進行這方面的研究，也取得了一定的成績，主要集 中在針對控制方式、不等率、頻率死區、功率補償量等幾個方面的研究上。現在雖然從控制 方案上基本滿足了一次調頻的快速性及頻率死區控制在士2rpm的技術要求，但在機組運 行壓力達不到額定壓力時，一次調頻效果不夠理想等方面尚未有深入研究及成功經驗。國際方面，尤其發達國家，電力技術起步較早，研究較深入，一次調頻功能比較完 善，要求較高，但與現在國內的一些技術要求不一致，如日本對機組一次調頻要求是全程 的，不存在負荷補償量和上、下限的問題，而且沒有頻率調整死區，這主要由他們機組的控 制水平決定的，他們的機組基本都能實現全程自動控制，自動化水平較高，但從目前情況看 我們的機組能實現機組協調控制或AGC(自動發電控制)功能已經非常好，因為一些機組程 序控制、全程自動調節、設備質量等很難達到相應的要求，因而國外的成功經驗與技術無法 適應國內正在運行的機組。控制方式機組一次調頻控制方式為DEH+CCS (協調控制系統)，即DEH內額定轉速與汽輪機 轉速差通過一定函數計算后直接動作調門；CCS進行補償，保證機組負荷滿足電網要求。一次調頻補償邏輯當一次調頻動作后，CCS根據電網頻率信號，經過死區處理后得出的一次調頻負 荷，疊加到協調控制回路的主調節器上，補償汽機負荷變化對鍋爐的影響。DEH邏輯設置如圖1所示，DCS邏輯設置如圖2所示。一次調頻曲線設定根據一次調頻管理辦法規定，機組轉速不等率為5%時，機組一次調頻負荷補償曲 線設置F(X)如圖3所示(以300MW機組為例)。如果DCS使用電網頻率變送器信號，只需 將轉速信號折算為相應的頻差信號即可。試驗方法(以300麗機組為例)①如圖1設置DEH —次調頻邏輯。②如圖2設置DCS —次調頻邏輯。③如圖3設置一次調頻負荷補償曲線F(X)。④DEH手動方式確認機組處于DEH手動方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常工作 區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；⑤DEH功率控制方式確認機組處于DEH功率控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常 工作區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；⑥DEH遙控DCS手動控制方式確認機組處于DEH遙控DCS手動控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間 值(正常工作區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；⑦CCS控制方式 確認機組處于CCS控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常工作 區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)。采用該方案，當機組壓力小于額定壓力時，一次調頻的動作量小于一次調頻曲線 所設定的動作量；當機組壓力大于額定壓力時，一次調頻的動作量大于一次調頻曲線所設定的動作量。當DEH處于手動方式或者DEH遙控DCS手動控制方式時，其一次調頻設定量 和實際動作量的差值是不能消除的，當DEH處于功率方式或者是機組處于協調方式時，一 次調頻的動作量雖然可以通過功率設定值的改變達到設計量，但其動作時間會有滯后，不 能滿足電網對機組一次調頻的要求。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種可以改善電網供電質量， 能滿足電網對機組一次調頻要求的基于機前壓力補償的一次調頻方法。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案—種基于機前壓力補償的一次調頻方法，對一次調頻負荷補償曲線F(X)的動作 量采用下述公式進行壓力修正AMW= AMWl*Pt/Pe式中AMW為壓力修正后的功率動作量，AMWl為原設計的功率動作量，Pe為額定 機前壓力，Pt機前壓力，這樣就可實現一次調頻的壓力補償；另外，一次調頻負荷補償曲線 F(x)的動作量經壓力補償后要加入高低限，并且在一次調頻動作時，機前壓力要進行閉鎖。鑒于國內目前煤炭市場的現狀和機組控制水平參差不齊，為防止鍋爐超溫超壓， 多數機組降低參數運行。同時，考慮到機組的經濟性，300MW及以上機組多采用滑壓運行方 式。當機組運行壓力低于額定壓力時，機組一次調頻的動作將不能滿足電網的要求，造成電 網供電質量的下降。而當機組運行壓力高于額定壓力時，如果此時網上頻率較高，一次調頻 的動作可能使得該機組超壓，危及機組的安全。采用上述技術特征，參與電網一次調頻的機組不管運行在何種機前壓力參數下， 由于一次調頻的動作量采用壓力修正，所以既能保證機組本身的安全，又能按照電網要求 的負荷變化量進行一次調頻動作，可以明顯改善電網供電質量，能滿足電網對機組一次調 頻要求。
圖1是DEH —次調頻設置圖；圖2是DCS —次調頻設置；圖3是一次調頻負荷補償曲線。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如圖1-3所示，對于一次調頻的動作量采用公式1進行壓力修正AMW= AMWl*Pt/Pe (1)式中AMW為壓力修正后的功率動作量，AMWl為原設計的功率動作量，Pe為額定 機前壓力，Pt機前壓力，這樣就可實現一次調頻的壓力補償。另外，為機組安全起見，一次 調頻的動作量經壓力補償后要加入高低限(術氺)，以防止機組在機前壓力遠低于額定壓 力時，一次調頻對汽機調門的動作量太大，危及機組安全。并且在一次調頻動作時，機前壓 力要進行閉鎖，圖1中采用的是速率限制值(V > )根據不同工況而變化的方法，也就是在
5一次調頻不動作時，其變化速率為無窮大，而在一次調頻動作時，其變化速率設為0。試驗方法(以300麗機組為例)①如圖1設置DEH —次調頻邏輯，并且在一次調頻動作時，機前壓力要進行閉鎖。②如圖2設置DCS —次調頻邏輯，并且在一次調頻動作時，機前壓力要進行閉鎖。③如圖3設置一次調頻負荷補償曲線F(X)。用公式1對F(X)進行補償。一次調 頻的動作量經壓力補償后加入高低限。④DEH手動方式確認機組處于DEH手動方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常工作 區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；⑤DEH功率控制方式確認機組處于DEH功率控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常 工作區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)； ⑥DEH遙控DCS手動控制方式確認機組處于DEH遙控DCS手動控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間 值(正常工作區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；⑦CCS控制方式確認機組處于CCS控制方式，其它各系統自動投入，機組負荷在中間值(正常工作 區)，檢查一次調頻動作情況；分別改變轉速值在2989r/min、2986r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)；分別改變轉速值在3011r/min、3014r/min檢查一次調頻動作情況，機組各主參數 (改變前后機組負荷、調門開度、響應時間及爐側重要參數主汽壓力等)。
權利要求
一種基于機前壓力補償的一次調頻方法，其特征在于對一次調頻負荷補償曲線F(x)的動作量采用下述公式進行壓力修正ΔMW＝ΔMW1*Pt/Pe式中ΔMW為壓力修正后的功率動作量，ΔMW1為原設計的功率動作量，Pe為額定機前壓力，Pt機前壓力，這樣就可實現一次調頻的壓力補償；另外，一次調頻負荷補償曲線F(x)的動作量經壓力補償后加入高低限，并且在一次調頻動作時，機前壓力進行閉鎖。
全文摘要
本發明涉及一種基于機前壓力補償的一次調頻方法，對一次調頻負荷補償曲線F(x)的動作量采用下述公式進行壓力修正ΔMW＝ΔMW1*Pt/Pe式中ΔMW為壓力修正后的功率動作量，ΔMW1為原設計的功率動作量，Pe為額定機前壓力，Pt機前壓力，這樣就可實現一次調頻的壓力補償；另外，一次調頻負荷補償曲線F(x)的動作量經壓力補償后要加入高低限，并且在一次調頻動作時，機前壓力要進行閉鎖。采用上述技術特征，參與電網一次調頻的機組將按照電網要求的負荷變化量進行一次調頻動作，可以改善電網供電質量，能滿足電網對機組一次調頻要求。
文檔編號F01D17/00GK101892873SQ201010222240
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者李華東 申請人:山東中實易通集團有限公司