[实用新型]基于电网频差的一次调频优化控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于电网频差的一次调频优化控制系统，第一高低限报警模块的高限报警输出端接第一RS触发器的置位端，还通过第一取反运算模块接第一或运算模块的输入端，第一高低限报警模块的低限报警输出端接第二RS触发器的置位端，还通过第二取反运算模块接第二或运算模块的输入端；第二高低限报警模块的高限报警输出端接第一或运算模块的另一输入端，第二高低限报警模块的低限报警输出端接第二或运算模块的另一输入端；第一或运算模块和第二或运算模块的输出端分别接第一RS触发器和第二RS触发器的复位端，第一RS触发器和第二RS触发器的输出端分别接至闭锁减侧和闭锁增侧。

技术领域

本实用新型涉及火电机组调频领域，尤其涉及一种基于电网频差的火电机组TF方式下一次调频优化控制系统。

背景技术

随着新能源并网、负荷增长和电网规模的不断增大，在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高，网厂协调功能中的一次调频成为稳定电网的有效手段之一。发电机组一次调频功能是汽轮发电机组固有的功能，主要是通过调节DEH系统的进汽调节门，利用锅炉蓄热，在电网出现异常的情况下，快速响应电网的要求，稳定电网频率，以弥补电网负荷差距，维持电网的安全。一次调节对系统频率变化的响应快，根据IEEE的统计，电力系统综合的一次调节特性时间常数一般在10秒左右；由于发电机的一次调节仅作用于原动机的阀门位置，而未作用于火力发电机组的燃烧系统，当阀门开度增大时，是锅炉中的蓄热暂时改变了原动机的功率，由于燃烧系统中的化学能量没有发生变化，随着蓄热量的减少，原动机的功率又会回到原来的水平。因而，火力发电机组一次调节的作用时间是短暂的。目前，电网规定的一次调频死区为50±0.033Hz(相当于±2rpm)，要求电网频率超出死区后3s机组有功需发生相应变化。同时，对周期在10s以内的负荷变化所引起的频率波动是极微小的，通过负荷效应，负荷能够自行吸收这种频率波动；对周期在几十秒到几分钟内变化且幅度也较大的负荷变化引起的频率波动，仅靠一次调频是不能满足要求的，必须进行频率的二次调整即AGC控制。因此，电网对一次调频的考核主要集中在10s至几十秒之间的负荷变化所引起的频率波动。

火电单元机组的基本运行方式有手动方式、炉跟机方式(BF)、机跟炉方式(TF)、协调控制方式(CCS)方式。其中，机跟炉方式(TF)主要应用在锅炉的设备上有故障，由锅炉来决定带负荷能力的工况，即锅炉带负荷能力受限，此时锅炉在手动控制方式，汽轮机在自动控制方式，汽轮机通过自动来调节阀门开度，以控制机组主蒸汽压力维持在设定值。常规CCS方式下一次调频控制逻辑示意图如图1所示，根据电网频差信号转换出对应的一次调频补偿量，DCS侧叠加值负荷指令值之上，送入汽轮机控制器进行；DEH侧将一次调频补偿量转换为对应的阀门增量，直接叠加至原有的阀门开度指令值之上。动作时，DEH侧快速响应，DCS侧实现闭环控制，保证最终调节品质。

实际运行中，由于锅炉侧辅机众多，极易出现机组运行于TF方式，TF方式下工作的单元机组其调频能力主要由数字电液控制系统(DEH)来完成的，DEH侧的一次调频是开环控制，这就造成TF方式下一次调频整体上是开环控制。同时由于DEH侧负荷变化时，会造成DCS侧的主蒸汽压力呈反向调节。如电网频率低于50Hz，此时机组需要增加负荷，DEH侧会自动根据频差计算出的一正向补偿量，开大阀门以实现负荷的增长，但阀门开度的增大会造成主蒸汽压力的降低，为维持压力在设定值，DCS侧的汽轮机控制系统(简称汽机主控)会自动关小阀门，即此时汽机主控会对一次调频有反向抑制作用，导致TF方式下一次调频时控制品质不能满足电网性能指标的要求，一方面会是电厂因一次调频不合格受到电网经济考核，另一方面会导致电网的调频性能下降、电网频率波动影响整个社会的安全生产。

综上所述，现有技术中对于TF方式下汽机主控对阀门的反向调节，该方式下机组一次调频响应不准确，无法满足电网需求的问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容