[发明专利]PROPR模式下火电机组负荷优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火电机组负荷优化控制方法，尤其是一种PROPR模式下火电机组负荷优化控制方法。

背景技术

随着我国电力系统的快速发展，电网容量越来越大，对电能的品质也要求越来越高，为了电网的安全稳定运行，各大型火电机组都要求投入AGC功能，尤其是要PROPR（等可调比例正常调节）模式，这种模式要求机组的负荷变化范围大（一般要求50%--100%额定负荷），在此范围内要求机组快速、准确、稳定的响应电网发出的负荷变化需求。

（1）AGC考核标准

如图1典型AGC机组设点控制过程所示，这是网内某台机组一次典型的AGC机组设点控制过程。图中,P_min,i是该机组可调的下限出力，P_max,i是其可调的上限出力，P_Ni是其额定出力，P_di是其启停磨临界点功率。整个过程可以这样描述：T0时刻以前，T1时刻以前，该机组稳定运行在出力值P1附近，T0时刻，AGC控制程序对该机组下发功率为P2的设点命令，机组开始涨出力，到T1时刻可靠跨出P1的调节死区，然后到T2时刻进入启磨区间，一直到T3时刻，启磨过程结束，机组继续涨出力，至T4时刻第一次进入调节死区范围，然后在P2附近小幅振荡，并稳定运行于P2附近，直至T5时刻，AGC控制程序对该机组发出新的设点命令,功率值为P3，机组随后开始降出力的过程，T6时刻可靠跨出调节死区，至T7时刻进入P3的调节死区，并稳定运行于其附近。

AGC考核主要涉及调节速率、调节精度、响应时间三个主要指标：

1）调节速率K1：是指机组响应设点指令的速率，可分为上升速率和下降速率。

2）调节精度K2：是指机组响应稳定以后，实际出力和设点出力之间的差值。

3）响应时间K3：是指EMS（调度能量管理系统）发出指令之后，机组出力在原出力点的基础上，可靠地跨出与调节方向一致的调节死区所用的时间。

（2）火电机组常规负荷控制方案

图2中，T为切换器,进行支路切换；A为模拟量发生器，可设定模拟量数值；≮、≯为不小于和不大于判断器，分别接收来自模拟量发生器A的负荷下限和负荷上限的限定，不超过设定值则输出与输入相同；V≯为速率限制器，接收负荷变化率的限定，可控制输入量的变化速率。机组若要投入AGC，前提是机组工作在协调（CCS）方式下，此时的负荷指令LDSP是经过速率限制以及负荷下限、上限限制后的值，所述速率以及负荷上下限由电厂操作人员设定。当在CCS方式下投入AGC后，LDSP前的切换器切至AGC支路，LDSP的值即为中调指令；否则为电厂操作员设定的指令。

火电机组在投入协调控制方式（CCS）时，一般而言协调控制方式为汽轮机侧进行负荷控制；锅炉侧控制压力。而在目前电网调度模式下，电网考核的是机组的调节速率、调节精度和响应时间，因此火电机组对汽轮机侧的控制要求比较严格，控制的精度要求较高。常规火电机组协调方式下汽机主控逻辑如图3所示。其中，PID环节PV输入量为现场变送器采集来的机组实际功率值，SP输入量为一次调频前负荷指令值（LDC OUT）与一次调频产生的负荷增量的叠加值，PV与SP的差值经过PID运算最终生成汽机主控指令，进而控制汽轮机的调门开度，改变蒸汽流量，从而达到控制机组负荷的目的。有时为加快反映速度，可以引入负荷指令的比例微分前馈。

实际运行证明，这种控制方案可以通过人为增大机组的负荷变化率，来提高考核指标总的调节速率，但是负荷变化率的增大会造成机组的主汽压力波动较大，从而对机组负荷的控制精度造成负面影响，影响到调节精度和响应时间，最终会造成整体考核结果不理想，严重时运行控制结果在调度的考核评价中出现品质不达标情况。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种PROPR模式下火电机组负荷优化控制方法，它通过对机组的负荷实时变化情况进行判断，对机组的汽机主控进行前馈优化调整，并且对机组的负荷变化率进行折线优化处理，从而在保证机组在PROPR模式下调节速率指标的同时，有效提升调节精度和响应时间，进而确保机组的整体控制指标达到优秀。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种PROPR模式下火电机组负荷优化控制方法，具体步骤为：

步骤一：对调度中心下发的AGC负荷指令值进行求差分析，找出在指定负荷点下的偏差量，并将偏差量叠加到原指令值上，通过非线性修正函数对指令进行优化处理；