專利名稱：一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電網(wǎng)一次調(diào)頻技術(shù)，特別是關(guān)于一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一次調(diào)頻是電網(wǎng)重要的頻率調(diào)整手段，當(dāng)電網(wǎng)頻率超過設(shè)置的死區(qū)后，汽輪發(fā)電機(jī)組通過快速動(dòng)作調(diào)節(jié)門來釋放鍋爐蓄熱以改變機(jī)械功，進(jìn)而改變有功功率的方式。對于火力發(fā)電機(jī)組，尤其是燃煤機(jī)組，其一次調(diào)頻性能的決定因素主要是鍋爐蓄熱以及鍋爐蓄熱的快速補(bǔ)充能力。現(xiàn)有技術(shù)中，火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則:(1)DEH(電液控制系統(tǒng)Digital Electric Hydraulic Control System)側(cè)設(shè)計(jì)要求:采取將轉(zhuǎn)速差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速不等率設(shè)計(jì)函數(shù)直接疊加在汽輪機(jī)(燃機(jī))調(diào)速汽門指令處的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)DEH功率回路的功率指令也根據(jù)轉(zhuǎn)速不等率設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)頻功率定值補(bǔ)償，且補(bǔ)償?shù)恼{(diào)頻功率定值部分不經(jīng)過速率限制，如圖1所示。(2) CCS (協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)Coordination Control System)側(cè)要求:采用分布控制系統(tǒng)(DCS)且具有機(jī)組協(xié)調(diào)控制和AGC功能的機(jī)組，由DEH、CCS共同完成一次調(diào)頻功能，DEH側(cè)采取將轉(zhuǎn)速差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速不等率設(shè)計(jì)函數(shù)直接疊加在汽輪機(jī)(燃機(jī))調(diào)速汽門指令處的設(shè)計(jì)方法，而在CCS中設(shè)計(jì)頻率校正回路，且CCS中的校正指令不經(jīng)速率限制，如圖2所示。通過以上設(shè)計(jì)，火力發(fā)電機(jī)組能夠通過DHl側(cè)功能實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻的快速性，通過CCS側(cè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻的持續(xù)性。上述火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的設(shè)計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的一次調(diào)頻功能，但只是利用了鍋爐的蓄熱，當(dāng)鍋爐蓄熱不足時(shí)，由于該方案沒有考慮鍋爐蓄熱的快速補(bǔ)償功能，雖然汽輪機(jī)調(diào)門能夠按照方案快速動(dòng)作，但仍然達(dá)不到一次調(diào)頻設(shè)計(jì)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法及系統(tǒng)，以快速補(bǔ)充鍋爐蓄熱。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法，該方法包括:獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量；將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加，生成一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值，并將所述一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值輸出給一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。進(jìn)一步地，利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量，包括:根據(jù)額定負(fù)荷、設(shè)定的轉(zhuǎn)速不等率及所述電網(wǎng)頻差生成調(diào)頻負(fù)荷增量；根據(jù)所述調(diào)頻負(fù)荷增量生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。進(jìn)一步地，將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加之前，所述的方法還包括:對所述一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理。進(jìn)一步地，所述電網(wǎng)頻差是實(shí)測電網(wǎng)頻率與額定電網(wǎng)頻率的頻率差或機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:風(fēng)壓補(bǔ)償量生成單元，用于獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量；補(bǔ)償風(fēng)壓定值生成單元，用于將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加，生成一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值，并將所述一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值輸出給一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述的風(fēng)壓補(bǔ)償量生成單元包括:調(diào)頻負(fù)荷增量生成模塊，用于根據(jù)額定負(fù)荷、設(shè)定的轉(zhuǎn)速不等率及所述電網(wǎng)頻差生成調(diào)頻負(fù)荷增量；風(fēng)壓補(bǔ)償量生成模塊，用于根據(jù)所述調(diào)頻負(fù)荷增量生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括:限幅處理單元，用于對所述一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于，本發(fā)明的一次調(diào)頻方法通過鍋爐一次風(fēng)壓的一次調(diào)頻補(bǔ)償回路快速補(bǔ)充鍋爐蓄熱，提高了機(jī)組響應(yīng)一次調(diào)頻的速度和持續(xù)性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:圖1為現(xiàn)有技術(shù)中DHl側(cè)的一次調(diào)頻設(shè)計(jì)回路示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中CCS側(cè)的一次調(diào)頻設(shè)計(jì)回路不意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一次風(fēng)定值動(dòng)態(tài)補(bǔ)償回路示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例600MW機(jī)組在5%的轉(zhuǎn)速不等率下的一次調(diào)頻曲線示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例600MW機(jī)組的調(diào)頻負(fù)荷需求與一次風(fēng)壓關(guān)系曲線示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。如圖3所示，本實(shí)施例提供一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法，該方法包括如下步驟:S301:獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。當(dāng)電網(wǎng)頻率或汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超出死區(qū)后，在基于圖1及圖2的一次調(diào)頻典型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明增加了的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償功能，如圖4所示的一次風(fēng)壓定值動(dòng)態(tài)補(bǔ)償回路。圖1及圖2的典型設(shè)計(jì)完成鍋爐蓄熱的快速釋放和一次調(diào)頻功率的持續(xù)性和準(zhǔn)確性控制，圖4所設(shè)計(jì)的回路用于快速補(bǔ)充鍋爐蓄熱，使一次調(diào)頻所需的鍋爐蓄熱能夠不斷的提供給汽輪機(jī)，進(jìn)而大大提高機(jī)組整體一次調(diào)頻性能。圖4中，電網(wǎng)頻差是實(shí)測電網(wǎng)頻率與額定電網(wǎng)頻率的頻率差或機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差，該電網(wǎng)頻差一般為除去死區(qū)后的電網(wǎng)頻差。死區(qū)可以根據(jù)情況設(shè)定，較佳地,死區(qū)可以設(shè)定為-0.33Hz至+0.33Hz。利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量包括:根據(jù)額定負(fù)荷、設(shè)定的轉(zhuǎn)速不等率及所述電網(wǎng)頻差生成調(diào)頻負(fù)荷增量；根據(jù)所述調(diào)頻負(fù)荷增量生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。
調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法，其特征在于，所述的方法包括: 獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量； 將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加，生成一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值，并將所述一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值輸出給一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量，包括: 根據(jù)額定負(fù)荷、設(shè)定的轉(zhuǎn)速不等率及所述電網(wǎng)頻差生成調(diào)頻負(fù)荷增量； 根據(jù)所述調(diào)頻負(fù)荷增量生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加之前，所述的方法還包括:對所述一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電網(wǎng)頻差是實(shí)測電網(wǎng)頻率與額定電網(wǎng)頻率的頻率差或機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差。
5.一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括: 風(fēng)壓補(bǔ)償量生成單元，用于獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量； 補(bǔ)償風(fēng)壓值生成單元，用于將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加，生成一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值，并將所述一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值輸出給一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的風(fēng)壓補(bǔ)償量生成單元包括: 調(diào)頻負(fù)荷增量生成模塊，用于根據(jù)額定負(fù)荷、設(shè)定的轉(zhuǎn)速不等率及所述電網(wǎng)頻差生成調(diào)頻負(fù)荷增量； 風(fēng)壓補(bǔ)償量生成模塊，用于根據(jù)所述調(diào)頻負(fù)荷增量生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括: 限幅處理單元，用于對所述一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量進(jìn)行限幅處理。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)頻差是實(shí)測電網(wǎng)頻率與額定電網(wǎng)頻率的頻率差或機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于鍋爐一次風(fēng)壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊淮握{(diào)頻方法及系統(tǒng)，該方法包括獲取電網(wǎng)頻差信息，并利用調(diào)頻負(fù)荷增量函數(shù)及一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償函數(shù)生成一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量；將一次風(fēng)壓定值與生成的一次風(fēng)壓定值補(bǔ)償量疊加，生成一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值，并將所述一次調(diào)頻補(bǔ)償后的一次風(fēng)壓定值輸出給一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。本發(fā)明的一次調(diào)頻方法通過鍋爐一次風(fēng)壓的一次調(diào)頻補(bǔ)償回路快速補(bǔ)充鍋爐蓄熱，提高了機(jī)組響應(yīng)一次調(diào)頻的速度和持續(xù)性。
文檔編號(hào)H02J3/00GK103104931SQ20111035210
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者李衛(wèi)華, 楊振勇, 駱意, 高愛國, 康靜秋, 魯學(xué)農(nóng), 尚勇 申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國家電網(wǎng)公司