[发明专利]一种燃煤机组一次调频调节性能诊断及自适应调节系统

权利要求书

1.一种燃煤机组一次调频调节性能诊断及自适应调节系统，其特征是，包括一次调频调节性能在线诊断模块和调频自适应调节模块，所述一次调频调节性能在线诊断模块通过自适应调节使能端激活，即当机组出力调节饱和时或者一次调频调节过程中，在补偿量增至35％的上升时间严重滞后时，立即启动调频自适应调节；自适应调节模块识别第一段抽汽、第二段抽汽、第三段抽汽、一次风压以及磨负荷调节系统运行情况，采取瞬时利用汽轮机侧蓄能、锅炉及时补充消耗蓄能的方式，根据一次调频调节过程响应情况，选择性自适应调整调频资源系统，在提高一次调频合格率的同时，减少调频调节对运行系统不必要的干扰。

2.根据权利要求1所述的燃煤机组一次调频调节性能诊断及自适应调节系统，其特征是，在机组运行阶段，投入该系统，具体在线诊断、自适应调节过程包括以下步骤：

步骤1：投入燃煤机组一次调频调节性能诊断及自适应调节系统；

步骤2：实时采集综合参考阀位、煤主控输出指令，在线诊断机组出力情况，当汽轮机综合参考阀位μ≥99或F(x)煤主控输出指令均达99％以上时，发出机组出力调节饱和告警Alm，提醒运行人员；

步骤3：根据GB/T30370《一次调频试验验收导则》中相关条款要求，对机组一次调频调节性能进行实时在线诊断，具体动态技术指标如下：

(1)t响应时间：当一次调频动作时，负荷变化方向与频差补偿量增减一致时为一次调频响应时间点，该时间点与一次调频动作时间点的差值就是响应时间t，实时显示，此外，当t响应时间t≥3秒时，发出响应时间超限报警talm；

(2)调节时间ts：一次调频动作时，开始计时，直至机组负荷变化接近0且负荷偏差在标准范围内，即为调节时间ts，当调节时间t≥60秒时，发出调节时间超限报警tsalm；

(3)上升时间t_r75、t_r90：当一次调频动作时，至机组负荷变化量分别达到频差补偿量的75％、90％时，记录t_r75、t_r90，实时显示，当t_r75、t_r90分别大于或等于15、30秒时，发出上升时间超限报警t_r75alm、t_r90alm；

(4)一次调频不合格次数和合格率统计：实时统计一次调频动作次数n，当响应时间、调节时间和上升时间任一超限时报警，即一次调频不合格，合格率k＝1-不合格次数n*100/一次调频动作次数m；

步骤4：根据实时采集的机组综合阀位μ、煤主控指令F(x)、磨机负荷风门平均指令F0和机组负荷相关参数，实时诊断机组出力调节情况，在机组负荷小于额定负荷的95％，综合阀位和F(x)煤主控指令均大于99％且负荷上升35％时间超限时，激活自适应模块使能端Tag1，启动自适应模块调节；

步骤5：当自适应使能被激活时，当综合参考阀位μ≥99％，且机组负荷小于额定负荷的94％时，若第一段抽汽、第二段抽汽、第三段抽汽压力大于一定值，判断抽汽电动门处于全开；

(1)电网频差在2.1r/min-4r/min期间，自适应调节第一段抽汽量，当第一段抽汽压力变化幅度高于某值或调频上升75％时间小于15秒或开度等于55％时，则复归抽汽阀门关指令，延时3秒，发出与关指令同样脉冲宽度的开指令，直至阀门全开；

(2)电网频差达到2.1r/min-5r/min期间，保持第一段抽汽量调节，第二段抽汽参与调频调节，当第二段抽汽压力变化幅度高于某值或调频上升75％时间小于15秒或开度等于55％时，则复归抽汽阀门关指令，延时3秒，发出与关指令同样脉冲宽度的开指令，直至阀门全开；

(3)当电网频差在2.1r/min-6r/min时，保持第一段抽汽、第二段抽汽调频调节，第三段抽汽参与调频调节，当第三段抽汽压力变化幅度高于某值或调频上升75％时间小于15秒或开度等于55％时，则复归抽汽阀门关指令，延时3秒，发出与关指令同样脉冲宽度的开指令，直至阀门全开；

第一抽汽量、第二抽汽量、第三抽汽量调频调节相关计算公式如下：

Pi＝0.2778*10^-3*G*Δhi    (1)

根据上述(1)和(2)公式，推算出内功率变化与抽汽压力大变化关系如下；

Δp＝Pi/k                                        (3)

式中Δhi为段抽汽理想焓降，k＝0.2778×10^-3×G₀×Δhi/p₀，G为进汽量，p₀、p₁为阀后压力，G₀、G₁分别为设计工况相应数据，Pi为段内功率，Δp为压力变化幅度；

(4)在步骤(1)、(2)和(3)调节过程中同时发出磨机负荷风门调节指令，主要分以下两种情况：

1)当磨机负荷风门平均指令F0小于70％且煤主控输出指令F(x)大于99％时，根据磨机负荷风门手动数量，将频差负荷增量ΔP折算后的f(F)叠加在手动负荷风门上，其计算公式为：f(F)＝(F*ΔP)/(Fi*P0)，其中P0为额定功率，F为540(12×45％)，Fi为磨机负荷风门手动数量，ΔP为频差功率补偿量；

2)当磨机负荷风门平均指令F0小于70％且F(x)煤主控输出指令小于99％时，将频差负荷增量ΔP折算的f(F)直接叠加在F(x)输出指令上，其计算公式为：f(F)＝ΔP*0.167；

步骤6：在步骤5调节过程中，当调频负荷增加35％上升时间超过9秒时，且一次风母管压小于风机临界压力p或磨机负荷风门没有调节裕量时，调整一次风压设定值，即在一次风压控制器SP端叠加频差函数f(p)；

在机组停运阶段，强制退出一次调频在线诊断及自适应调节系统，在线诊断和自适应调节输出参数全部复归。

3.根据权利要求2所述的燃煤机组一次调频调节性能诊断及自适应调节系统，其特征是，

步骤3中，华中区域两个细则一次调频评价标准和GB/T30370《一次调频试验验收导则》相近，南方区域一次调频两个细则考核标准为调频动作方向和积分电量与理论积分电量的比值，本系统主要以南方区域考核指标为主；

(1)调频调节状态Act：在60秒内，系统频率超出一次调频死区期间，实际出力变化量与系统频率偏差数值的正负号相同，则一次调频合格，即ΔP×dp/dt0，反之则不合格，实时显示直至下次一次调频动作复归；

(2)积分电量PFCth：在60秒内，一次调频实际动作的积分电量与理论积分电量的比值大于35％时计为一次调频合格，反之则为一次调频不合格，发出“调频积分电量不达标”报警；

(3)n1不合格次数统计及合格率计算k1：当在60秒时段内，实际动作积分电量/理论积分电量的比值小于35％或实际出力变化量与系统频率偏差数值的正负号相反时，计为一次调频不合格，统计月度实时不合格次数n1，计算月度考核合格率k1。