一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法与流程

1.本发明涉及热控自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法，是针对电网出现大频差时提升一次调频动作贡献电量的一种控制方法。


背景技术：

2.随着新能源装机比例在点网上的日益增多，风电、光伏等间歇式新能源所具有波动性和随机性造成电网的调频压力日趋严重，尤其是特高压输电工程的接入也使华东电网系统特性发生深刻变化，改善电网频率质量，帮助电网频率恢复的调频任务很大程度上只能依靠火电机组。当火电机组投入一次调频和agc功能时，经常会出现一次调频动作的贡献电量不足，无法满足大频差下一次调频所需的大幅和持续的调频输出。此时按照电网调度规程（两个细则)相关要求并为提高一次调频动作后的出力响应指数和电量贡献指数，应该优先满足一次调频的动作要求。


技术实现要素：

3.本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法，通过快动缓回和方向闭锁功能提高一次调频动作的贡献电量指数，从而保证一次调频动作的快速性、准确性，充分提高一次调频动作后的出力响应指数和电量贡献指数。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法，具体方法如下：（1）快动缓回模块：在整个调频过程中，调频装置按要求变化至最大值后，调频作用继续保持，直至电网频率得到恢复；在频率恢复的过程中，调频作用以较慢的速率随频率偏差恢复；快动慢回模块通过频率恢复过程中的保持和减速提供更多的调频电量，同时避免了调频装置随频率而出现往复变化；（2）方向闭锁模块：快动缓回模块通过方向闭锁模块判断闭锁减条件，禁止或限制与频率恢复反向的调节作用，即使机组的调频功率变化量超出要求值，或机组处于电网频率恢复过程中，也不会产生与频率偏差减小反向的调节作用，并且保持到电网频率偏差小于恢复值才结束，从而贡献更多的调频电量，并有效避免了调频装置的振荡，增强了快动缓回调频效果。
5.该方法具体包括以下步骤：步骤1）、根据机组deh系统中采集到的电网频率信号f，计算电网频差
△
f；步骤2）、若电网频差
△
f转换为转速超越死区
±
2r/min，则按照下式计算电网要求的一次调频负荷指令h：
式中，pe为机组额定功率；n为额定转速；kc汽轮机转速不等率；步骤3）、快动缓回模块的输入量为一次调频负荷指令h，输出量为惯性控制量h1，其中输出惯性控制量h1滞后于输入一次调频负荷指令h变化；通过频率判断模块h/l判断频率值的高低；t1和t2均为切换开关；当低频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过切换开关t1选择高选的输出，在频率下降过程中，一次调频负荷指令h增加，h＞h1，y＝h，调频作用快速增加到功率变化要求值，在频率回升过程中，h1＞h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复；当高频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过切换开关t2选择低选的输出，一次调频负荷指令h减小，h＜h1，y＝h，调频作用快速减小至功率变化要求值，在频率回降过程中，h1＜h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复；步骤4）、将步骤2）中计算得到的一次调频负荷指令h送入dcs系统中的负荷控制器，叠加方向闭锁模块判断，闭锁减条件激活后，作为负荷变化t3切换功能块的触发条件输出至负荷控制器的目标指令处理逻辑中，当闭锁减条件的触发条件为1时，将实际负荷与负荷指令偏差置为0，负荷控制器中输入的调频分量y减少了反向调节的削弱效果，一次调频负荷指令得以加强；当闭锁减条件的触发条件为0时，选择实时的机组实际负荷与agc指令的偏差输出，此输出值经限速率后送至负荷控制器。
6.所述的方向闭锁模块判断，具体方法如下：方向闭锁模块用于判断电网频率的高低，设一次调频动作死区为0.033hz，恢复值为0.01hz，则当电网频率低于49.967hz时，频率偏差判断产生低频闭减信号，输出闭锁减信号；而当电网频率恢复至高于49.99hz时，闭锁减作用解除；当电网频率高于50.033hz时，频率偏差判断环节产生高频闭增信号。
7.所述电网频差
△
f计算如下：
△
f=f-50（hz）。
8.所述的额定转速n为3000r/min。
9.所述的汽轮机转速不等率kc为3%～6%。
10.本发明的优点是：本发明针对电网大频差工况下机组的一次调频负荷指令进行限制，增大调频出力，延长调频出力时间，可有效降低调门动作次数；本发明在保证机组安全运行的前提下，大幅提高机组大频差一次调频性能，减缓了调频装置的振荡，可有效的减少发电机组的调频磨损。
附图说明
11.图1为本发明一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法的sama逻辑图。
具体实施方式
12.如图1所示，一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法，具体内容如下：
（1）快动缓回模块：在整个调频过程中，调频装置按要求变化至最大值后，调频作用继续保持，直至电网频率得到恢复；在频率恢复的过程中，调频作用以较慢的速率随频率偏差恢复；快动慢回模块通过频率恢复过程中的保持和减速提供更多的调频电量，同时避免了调频装置随频率而出现往复变化；（2）方向闭锁模块：快动缓回模块通过方向闭锁模块判断闭锁减条件，禁止或限制与频率恢复反向的调节作用，即使机组的调频功率变化量超出要求值，或机组处于电网频率恢复过程中，也不会产生与频率偏差减小反向的调节作用，并且保持到电网频率偏差小于恢复值才结束，从而贡献更多的调频电量，并有效避免了调频装置的振荡，增强了快动缓回调频效果。
13.该方法具体包括以下步骤：步骤1）、根据机组deh系统中采集到的电网频率信号f，计算电网频差
△
f；步骤2）、若电网频差
△
f转换为转速超越死区
±
2r/min，则按照下式计算电网要求的一次调频负荷指令h：式中，pe为机组额定功率；n为额定转速；kc汽轮机转速不等率；步骤3）：调频回路中增加“快动慢回”环节，快动慢回环节的输入量为一次调频负荷指令h，输出量为惯性控制量h1，其中输出h1滞后于输入h变化，h/l为频率判断模块，用于判断频率值的高低；t1和t2均为切换开关。当低频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过t1选择“＞（高选）”的输出，在频率下降过程中，h增加，h＞h1，y＝h，调频作用快速增加到功率变化要求值；在频率回升过程中，h1＞h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复。当高频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过t2选择“＜（低选）”的输出，h减小，h＜h1，y＝h，调频作用快速减小至功率变化要求值；在频率回降过程中，h1＜h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复。
14.步骤4）：闭锁减条件激活后，作为负荷变化t3切换功能块的触发条件输出至负荷控制器的目标指令处理逻辑中，当闭锁减条件的触发条件为1时，将实际负荷与负荷指令偏差置为0并输出，一次调频负荷指令得以加强；当闭锁减条件的触发条件为0时，选择机组实际负荷与agc指令的偏差经限速率后送至负荷控制器，在反向闭锁模块中，t3作为负荷变化切换模块，预设的切换速率不同，从而有效减缓了调频装置的振荡。
15.方向闭锁判断环节用于判断电网频率的高低，设一次调频动作死区为0.033hz，恢复值为0.01hz，则当电网频率低于49.967hz时，频率偏差判断产生低频闭减信号，输出闭锁减信号；而当电网频率恢复至高于49.99hz时，“闭锁减”作用解除；当电网频率高于50.033hz时，频率偏差判断环节产生高频闭增信号。
16.所述电网频差
△
f计算如下：
△
f=f-50（hz）。
17.所述的额定转速n为3000r/min。
18.所述的汽轮机转速不等率kc为3%～6%。
19.实施例一：（1）根据机组dcs系统中采集的电网频率信号f，计算电网频差
△
f，当电网频差超过-0.05hz时，触发快动缓回模块，此时一次调频负荷指令h，输出量为惯性控制量h1，其中输出h1滞后于输入h变化，h/l为频率判断模块，用于判断频率值的高低。t1和t2均为切换开关。当低频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过t1选择“＞（高选）”的输出，在频率下降过程中，h增加，h＞h1，y＝h，调频作用快速增加到功率变化要求值。在频率回升过程中，h1＞h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复；（2）汽轮机额定转速n减去频差
△
f经过比例模块k的转换值计算出转速偏差，转速偏差值大于2r/min触发反向闭锁功能，反向闭锁条件的触发条件为1，负荷变化t3模块切换按照预设的变负荷速率切换输出值，将实际负荷与负荷指令偏差置为0并输出，一次调频负荷指令得以加强。在频率回升的过程中，当转速偏差值小于2r/min时，闭锁条件的触发条件为0时，负荷变化t3模块选择机组实际负荷与agc指令的偏差经限速率后送至负荷控制器。
20.实施例二：（1）：在实施例一的基础上，根据机组dcs系统中采集的电网频率信号f，计算电网频差
△
f，当电网频差超过0.05hz时，触发快动缓回模块，此时一次调频负荷指令h，输出量为惯性控制量h1，其中输出h1滞后于输入h变化，h/l为频率判断模块，用于判断频率值的高低。t1和t2均为切换开关。当高频一次调频动作时，负荷控制器中输入的调频分量y通过t2选择“＜（低选）”的输出，h减小，h＜h1，y＝h，调频作用快速减小至功率变化要求值。在频率回降过程中，h1＜h，y＝h1，调频作用以较慢的速率恢复；（2）：汽轮机额定转速n减去频差
△
f经过比例模块k的转换值计算出转速偏差，转速偏差值小于-2r/min触发反向闭锁功能，反向闭锁条件的触发条件为1，负荷变化t3模块切换按照预设的变负荷速率切换输出值，将实际负荷与负荷指令偏差置为0并输出，一次调频负荷指令得以加强。在频率下降的过程中，当转速偏差值大于-2r/min时，闭锁条件的触发条件为0时，负荷变化t3模块选择机组实际负荷与agc指令的偏差经限速率后送至负荷控制器。