火力發電機組ctf運行方式下一次調頻控制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及火力發電機組一次調頻控制領域，尤其涉及一種火力發電機組CTF運 行方式下一次調頻控制方法及系統。
【背景技術】
[0002] 并網運行的發電機組必須具備一次調頻功能。一次調頻是指汽輪機調速系統根據 電網頻率的變化自動調節汽門開度，改變汽輪機功率以適應負荷變化，從而保證區域電網 的頻率穩定。火力發電機組的協調控制系統分為兩種：以鍋爐跟隨為基礎的協調控制系統 (CBF)，和以汽機跟隨為基礎的協調控制系統（CTF)。
[0003] 在CBF方式下，鍋爐側負責調節主蒸汽壓力，汽機側負責調節機組功率，其相對應 的一次調頻控制方案較為成熟。
[0004] 而在CTF方式下，鍋爐側負責調節機組功率，汽機側負責調節主蒸汽壓力，其一次 調頻功能與汽機側調節目標存在沖突：一次調頻是利用鍋爐的蓄能來支持一次調頻的能 量，釋放鍋爐蓄能勢必帶來主汽壓力的變化，而汽機側為保持主汽壓力穩定會調節汽機調 門開度，造成機組功率變化從而又反過來造成一次調頻補償量不足。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是為了解決上述技術問題，提出了一易于工程實現、可滿足電網 調度要求的火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法及系統。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] -種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法，包括：
[0008] 將功率偏差信號乘以比例增益K進行量程標么，保證功率偏差信號與壓力偏差信 號為同一量程；
[0009] 將壓力偏差信號和功率偏差信號加權相加后送入汽機主控中進行調節，所述壓力 偏差信號和功率偏差信號的權重分別由權值函數Fi(X)和匕(幻計算得出；
[0010] 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，汽機PID控制器的輸入偏差信號等于壓力 偏差，機組處于正常調節狀態，汽機PID控制器對壓力偏差進行調節，來維持主汽壓力穩 定；
[0011] 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，一次調頻動作，汽機PID控制器的輸入偏 差信號等于功率偏差，此時汽機PID控制器轉為對功率偏差進行調節，以滿足機組功率達 到一次調頻補償量的要求。
[0012] 所述權值函數FJX)和&(幻分別根據電網頻率產生，所述權值函數匕(幻和&(幻 分別設置如下：
[0013] 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，Fi(X) = 1，F2 (X) = 0 ;
[0014] 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，FJX) = 0，F2(X) = 1。
[0015] 設置電網頻率過渡區域，使得電網頻率在一次調頻的調節死區向超出一次調頻的 調節死區過渡時，權值函數FJX)和匕(幻的值逐漸切換。
[0016] -種采用火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法的系統，包括：
[0017] 壓力偏差信號接入第一乘法器的一個輸入端，第一函數發生器接入第一乘法器的 另一個輸入端；
[0018] 功率偏差信號經過比例放大器后接入第二乘法器的一個輸入端，第二函數發生器 接入第二乘法器的另一個輸入端；
[0019] 所述第一函數發生器和第二函數發生器的輸出端分別接入加法器的兩個輸入端， 所述加法器的輸出端連接汽機主控PID控制器。
[0020] 所述第一函數發生器和第二函數發生器的輸出值由電網頻率值決定。
[0021] 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，第一函數發生器的輸出為1，第二函數發生 器的輸出為0 ;
[0022] 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，第一函數發生器的輸出切換為0,第二函數 發生器的輸出切換為1。
[0023] 設置電網頻率過渡區域，使得電網頻率在一次調頻的調節死區向超出一次調頻的 調節死區過渡時，第一函數發生器和第二函數發生器的輸出值逐漸切換。
[0024] 本發明有益效果：
[0025] 本發明通過兩個權值函數的設置，在一次調頻的調節死區內，汽機側仍負責調節 主汽壓力，當超出調節死區時，汽機側轉為調節功率偏差來響應一次調頻的功率補償量，避 免了因為調節主汽壓力而造成的功率反調，保證了一次調頻的功率補償量滿足電網調度的 要求。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明火力發電機組CTF方式下一次調頻控制方法控制原理圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0028] -種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法，如圖1所示，包括：
[0029] (1)功率偏差信號乘以比例增益環節K進行量程標么，以保證與壓力偏差信號為 同一量程；
[0030] (2)根據電網頻率產生兩個權值函數：Fi(X)和&(幻，分別與壓力偏差信號和功率 偏差彳目號相乘；
[0031] (3)將壓力偏差信號和功率偏差信號加權相加后送入汽機主控中進行調節，偏差 的權重由兩個F(X)函數計算得出；
[0032] (4)權值函數匕⑴和F2⑴設置如下：
[0033]
【主權項】
1. 一種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法，其特征是，包括： 將功率偏差信號乘W比例增益K進行量程標么，保證功率偏差信號與壓力偏差信號為 同一量程； 將壓力偏差信號和功率偏差信號加權相加后送入汽機主控中進行調節，所述壓力偏差 信號和功率偏差信號的權重分別由權值函數。狂）和F2 0()計算得出； 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，汽機PID控制器的輸入偏差信號等于壓力偏 差，機組處于正常調節狀態，汽機PID控制器對壓力偏差進行調節，來維持主汽壓力穩定； 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，一次調頻動作，汽機PID控制器的輸入偏差信 號等于功率偏差，此時汽機PID控制器轉為對功率偏差進行調節，W滿足機組功率達到一 次調頻補償量的要求。
2. 如權利要求1所述的一種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法，其特征 是，所述權值函數。狂）和F2OO分別根據電網頻率產生，所述權值函數。狂）和F2OO分別 設置如下： 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，Fi狂）=1，F2狂）=0 ; 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，Fi狂）=0，F2狂）=1。
3. 如權利要求2所述的一種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法，其特征 是，設置電網頻率過渡區域，使得電網頻率在一次調頻的調節死區向超出一次調頻的調節 死區過渡時，權值函數。狂）和F2OO的值逐漸切換。
4. 一種采用權利要求1所述的火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法的系 統，其特征是，包括： 壓力偏差信號接入第一乘法器的一個輸入端，第一函數發生器接入第一乘法器的另一 個輸入端； 功率偏差信號經過比例放大器后接入第二乘法器的一個輸入端，第二函數發生器接入 第二乘法器的另一個輸入端； 所述第一函數發生器和第二函數發生器的輸出端分別接入加法器的兩個輸入端，所述 加法器的輸出端連接汽機主控PID控制器。
5. 如權利要求4所述的一種采用火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法的系 統，其特征是，所述第一函數發生器和第二函數發生器的輸出值由電網頻率值決定。
6. 如權利要求5所述的一種采用火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法的系 統，其特征是， 電網頻率處于一次調頻的調節死區時，第一函數發生器的輸出為1，第二函數發生器的 輸出為0 ; 電網頻率超出一次調頻的調節死區時，第一函數發生器的輸出切換為0,第二函數發生 器的輸出切換為1。
7. 如權利要求5所述的一種采用火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法的系 統，其特征是， 設置電網頻率過渡區域，使得電網頻率在一次調頻的調節死區向超出一次調頻的調節 死區過渡時，第一函數發生器和第二函數發生器的輸出值逐漸切換。
【專利摘要】本發明公開了一種火力發電機組CTF運行方式下一次調頻控制方法及系統,包括：將功率偏差信號乘以比例增益K進行量程標幺，保證功率偏差信號與壓力偏差信號為同一量程；將壓力偏差信號和功率偏差信號加權相加后送入汽機主控中進行調節，所述壓力偏差信號和功率偏差信號的權重分別由權值函數F1(X)和F2(X)計算得出；本發明有益效果：通過兩個權值函數的設置，避免了因為調節主汽壓力而造成的功率反調，保證了一次調頻的功率補償量滿足電網調度的要求。
【IPC分類】H02J3-24, H02J3-00, H02J3-38
【公開號】CN104538951
【申請號】CN201410728711
【發明人】高嵩, 李軍, 龐向坤, 李克雷, 林波
【申請人】國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月3日