[发明专利]一种孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法

说明书

本发明公开了一种孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法，基于孤网系统中供电量和需电量的平衡原理，通过孤网控制的频率PID闭环调节回路、一次调频分段控制和机组OPC动作定值设置差异化三种手段的有机结合，对汽轮机调门的流量进行控制，调节机组负荷，消减孤网系统中供电负荷与用电负荷之间的不平衡量，实现对孤网系统中机组频率稳定性的控制。本发明融合了孤网频率PID控制回路、一次调频及OPC定值差异化设置，考虑多种工况，当频率偏差较小时，孤网频率PID控制回路、一次调频同时作用，若频率偏差较大时，通过OPC差异化设置，不同机组根据频率偏差分别动作，控制方法更为精确，可以方便、快速的维护孤网系统的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法，属于火电机组频率控制技术领域。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅猛发展，互联电网送电规模增大，电网建设步伐加快，各子系统之间的相互联系越来越强。然而局部电网故障、自然灾害或人为操作失误等偶然事故导致电网联络线解列成孤网运行，电网频率产生大幅度波动。如果控制策略不当，将引发系统频率的不稳定，严重时甚至发生电网崩溃，导致区域网络发生大面积停电事故。

孤网运行是一种特定条件下的特殊运行方式，大部分电厂的运行特性及其控制策略均未考虑此功能。电网发生局部故障时，局部电网解列成孤网运行，供电负荷与用电负荷之间产生不平衡，若不平衡量较大，电网频率随之发生变化，若电厂侧采用及时、恰当的控制策略，维持孤网频率稳定运行，则不仅能够保证城市重要负荷的供电，而且有助于协助全局电网的逐步恢复。因此究地区电网火电机组孤网运行的频率控制策略对保障电力系统安全可靠运行具有重要意义。

文章http://www.docin.com/p-699799466.html公开了一种电力自动化火电厂单机带孤网运行控制策略，专利CN201110034225公开了一种一次调频控制方法及系统。但是以上两篇文献均存在以下问题：

(1)提出了“DEH负荷控制回路增加频率控制回路，即在并网运行时，使用专业的PID频率控制器调节机组功率”，但需要对DEH进行大量逻辑修改，基本不具备条件；(2)提出了“一次调频控制回路来控制机组频率的稳定性”，但是其一次调频死区一般设置为±2rpm，是机组启动一次调频的边界条件，当孤网运行时，一次调频频繁动作会引起机组主要参数不稳定，进而导致整个机组的频率稳定性较差；(3)一次调频函数一般按4％-6％转速不等率设置，动作幅度范围内斜率相同，而孤网系统中，一次调频的转速调节区间较大，当发生供电负荷和用电负荷较大不平衡时，若调节区间内转速不等率较小，则汽轮机调门动作幅度大，机组主参数波动大甚至危及机组安全运行，若调节区间内转速不等率较大，则调节速率慢，频率偏差持续时间长，都不利于孤网频率的快速稳定。另外，专利CN201110034225还提到了OPC动作，定值为3090rpm，为常规设置，即汽轮机转速达到3090rpm时，汽轮机调门关闭，降低机组负荷，降低向电网输出的功率，但若孤网内有多台机组时，同时动作易加剧网频振荡。此外，以上两篇文献中提及的一次调频控制方法、OPC动作及使用PID频率控制器调节机组功率在单独应用时，均不能很好的达到孤网控制的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法，它可以有效解决现有技术中存在的问题，实现对孤网系统中的机组频率稳定性进行更好的控制。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法，基于孤网系统中供电量和需电量的平衡原理，通过孤网控制的频率PID闭环调节回路、一次调频分段控制和机组OPC动作定值设置差异化三种手段的有机结合，对汽轮机调门的流量进行控制，调节机组负荷，消减孤网系统中供电负荷与用电负荷之间的不平衡量，实现对孤网系统中机组频率稳定性的控制。

上述的孤网系统中提高机组频率稳定性的控制方法中，至汽轮机调门的流量计算公式为：