本發(fā)明屬于電網(wǎng)機(jī)組調(diào)頻，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源及特高壓的快速發(fā)展，電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的頻率波動(dòng)次數(shù)及幅值大幅增加，火電機(jī)組作為支撐電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的重要手段之一，機(jī)組的一次調(diào)頻性能反映了機(jī)組對(duì)網(wǎng)頻的調(diào)節(jié)能力。由于火電機(jī)組的頻率調(diào)節(jié)品質(zhì)，調(diào)節(jié)能力與新能源電源相比存在明顯優(yōu)勢(shì)，所以當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)頻主要依靠火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能?；痣姍C(jī)組現(xiàn)有的一次調(diào)頻功能是由頻差折算為汽輪發(fā)電機(jī)配汽調(diào)閥開(kāi)度增量來(lái)對(duì)網(wǎng)頻進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于相較于電網(wǎng)頻率的快速波動(dòng)，火電機(jī)組配汽調(diào)閥動(dòng)作響應(yīng)存在一定滯后，造成機(jī)組實(shí)際功率調(diào)節(jié)量與電網(wǎng)需求存在差異，導(dǎo)致機(jī)組一次調(diào)頻性能指標(biāo)未達(dá)標(biāo)。

2、現(xiàn)有一次調(diào)頻優(yōu)化技術(shù)主要針對(duì)機(jī)組不同運(yùn)行工況，根據(jù)主汽壓力、機(jī)組負(fù)荷、網(wǎng)頻頻差幅值等參數(shù)對(duì)一次調(diào)頻綜合閥位指令及負(fù)荷指令進(jìn)行修正或補(bǔ)償，從而提高機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作響應(yīng)的快速性，增加一次調(diào)頻負(fù)荷調(diào)節(jié)量，提升機(jī)組一次調(diào)頻性能。

3、現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，現(xiàn)有的一次調(diào)頻優(yōu)化技術(shù)通過(guò)增強(qiáng)局部轉(zhuǎn)速不等率或者增加額外補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)頻性能的提升，但是現(xiàn)有技術(shù)未能解決機(jī)組頻率及功率信號(hào)與電網(wǎng)考核信號(hào)不一致問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)未能解決機(jī)組頻率及功率信號(hào)與電網(wǎng)考核信號(hào)不一致的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，包括頻率變送器、功率變送器、一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元、機(jī)組deh控制系統(tǒng)、機(jī)組ccs控制系統(tǒng)和機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥；

4、頻率變送器和功率變送器均分別通過(guò)控制電路與一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元通訊連接；

5、頻率變送器用于監(jiān)測(cè)燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)所連接電網(wǎng)的頻率變化；

6、功率變送器用于監(jiān)測(cè)燃煤機(jī)組的實(shí)時(shí)有功功率，為調(diào)頻控制提供功率信號(hào)；

7、一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元輸出端通過(guò)控制電路與機(jī)組deh控制系統(tǒng)、機(jī)組ccs控制系統(tǒng)分別通訊連接；

8、deh控制系統(tǒng)與ccs控制系統(tǒng)通訊連接；

9、deh控制系統(tǒng)通過(guò)電液伺服控制系統(tǒng)與機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥通訊連接；

10、deh控制系統(tǒng)用于控制汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)汽量；

11、ccs控制系統(tǒng)用于控制汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)汽壓力及汽輪發(fā)電機(jī)實(shí)發(fā)功率；

12、機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制系統(tǒng)指令信號(hào)，調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，對(duì)功率和轉(zhuǎn)速的控制。

13、進(jìn)一步地，一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元包括信號(hào)校準(zhǔn)模塊和一次調(diào)頻優(yōu)化模塊；頻率變送器通過(guò)信號(hào)校準(zhǔn)模塊與一次調(diào)頻優(yōu)化模塊通訊連接；功率變送器通過(guò)信號(hào)校準(zhǔn)模塊與一次調(diào)頻優(yōu)化模塊通訊連接；

14、信號(hào)校準(zhǔn)模塊根據(jù)電網(wǎng)基準(zhǔn)信號(hào)定期對(duì)機(jī)組頻率及功率測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)；確保信號(hào)一致性。

15、一次調(diào)頻優(yōu)化模塊根據(jù)定長(zhǎng)滑動(dòng)窗口內(nèi)頻率均值的變化趨勢(shì)作為前饋信號(hào)。提高調(diào)頻響應(yīng)速率，提升調(diào)頻性能。

16、進(jìn)一步地，信號(hào)校準(zhǔn)模塊選取火電機(jī)組內(nèi)一次調(diào)頻考核結(jié)果中的調(diào)頻動(dòng)作相關(guān)考核信息作為基準(zhǔn)信號(hào)，選取起始時(shí)刻機(jī)組頻率和功率測(cè)量值、頻差峰值時(shí)刻機(jī)組頻率和功率測(cè)量值與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)計(jì)算。

17、進(jìn)一步地，調(diào)頻動(dòng)作相關(guān)考核信息包括調(diào)頻動(dòng)作起始時(shí)間、頻差峰值時(shí)間、初始功率、初始頻率、峰值功率和峰值頻率。

18、進(jìn)一步地，信號(hào)校準(zhǔn)模塊中信號(hào)校準(zhǔn)計(jì)算公式為：

19、f0i＞fi且f0maxi＞fmaxi或f0i＜fi且f0maxi＜fmaxi

20、f0i＞fi且f0maxi＜fmaxi且fi＞50或f0i＜fi且f0maxi＞fmaxi且fi＜50

21、f0i＜fi且f0maxi＞fmaxi且fi＞50或f0i＞fi且f0maxi＜fmaxi且fi＜50

22、

23、其中，起始時(shí)刻機(jī)組頻率測(cè)量值為f，峰值時(shí)刻機(jī)組頻率測(cè)量值為fmax，基準(zhǔn)信號(hào)中初始頻率為f0，峰值頻率為f0max，i為24小時(shí)內(nèi)調(diào)頻考核次數(shù)，為機(jī)組頻率實(shí)時(shí)測(cè)量值，f為校準(zhǔn)后機(jī)組頻率值。功率信號(hào)校準(zhǔn)與頻率信號(hào)相似。

24、一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化方法，包括步驟：

25、s1、對(duì)機(jī)組頻率及功率信號(hào)進(jìn)行固定周期校準(zhǔn)；確保機(jī)組測(cè)量信號(hào)與電網(wǎng)考核信號(hào)一致；

26、s2、將網(wǎng)頻波動(dòng)變化趨勢(shì)作為前饋信號(hào)引入一次調(diào)頻控制單元；

27、s3、根據(jù)頻率變化趨勢(shì)提前動(dòng)作汽輪機(jī)機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥；

28、采用固定時(shí)間尺度內(nèi)頻率均值的變化量作為一次調(diào)頻動(dòng)作的前饋信號(hào)分別作用于機(jī)組deh控制系統(tǒng)的閥位控制回路與機(jī)組ccs控制系統(tǒng)的功率控制回路；

29、功率前饋信號(hào)計(jì)算公式為：

30、

31、dfm＝fmn-fmn-1

32、dp＝dfm×k1

33、其中，ft0為t0時(shí)刻校準(zhǔn)后頻率測(cè)量值，n為滑動(dòng)窗口尺度通常取5s，fm為滑動(dòng)窗口尺度內(nèi)機(jī)組頻率測(cè)量均值，dfm為頻率均值變化量，dp為功率控制前饋信號(hào)，k1為前饋系數(shù)。汽機(jī)閥位前饋信號(hào)計(jì)算方法與功率前饋信號(hào)計(jì)算方法類似。由于dfm表征了頻率變化趨勢(shì)，將該信號(hào)引入頻率控制可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻動(dòng)作提前響應(yīng)，減少汽機(jī)機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥的滯后時(shí)間，提升機(jī)組調(diào)頻響應(yīng)能力。

34、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果：

35、通過(guò)定期對(duì)頻率和功率信號(hào)測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)，從而確保測(cè)量信號(hào)與電網(wǎng)考核系統(tǒng)中的信號(hào)一致，避免了由于信號(hào)誤差導(dǎo)致的調(diào)頻動(dòng)作時(shí)間提前或滯后，避免由于信號(hào)誤差導(dǎo)致的調(diào)頻動(dòng)作量值偏小。此外，本專利采用定長(zhǎng)滑動(dòng)窗口內(nèi)頻率均值的變化趨勢(shì)作為調(diào)頻前饋量，當(dāng)網(wǎng)頻出現(xiàn)持續(xù)升高或降低的趨勢(shì)時(shí)，機(jī)組調(diào)頻系統(tǒng)將提前動(dòng)作，避免配汽閥動(dòng)作滯后造成的調(diào)頻響應(yīng)不及時(shí)，提高機(jī)組調(diào)頻考核合格率。

技術(shù)特征：

1.一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括頻率變送器、功率變送器、一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元、機(jī)組deh控制系統(tǒng)、機(jī)組ccs控制系統(tǒng)和機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元包括信號(hào)校準(zhǔn)模塊和一次調(diào)頻優(yōu)化模塊；頻率變送器通過(guò)信號(hào)校準(zhǔn)模塊與一次調(diào)頻優(yōu)化模塊通訊連接；功率變送器通過(guò)信號(hào)校準(zhǔn)模塊與一次調(diào)頻優(yōu)化模塊通訊連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)校準(zhǔn)模塊選取火電機(jī)組內(nèi)一次調(diào)頻考核結(jié)果中的調(diào)頻動(dòng)作相關(guān)考核信息作為基準(zhǔn)信號(hào)，選取起始時(shí)刻機(jī)組頻率和功率測(cè)量值、頻差峰值時(shí)刻機(jī)組頻率和功率測(cè)量值與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)頻動(dòng)作相關(guān)考核信息包括調(diào)頻動(dòng)作起始時(shí)間、頻差峰值時(shí)間、初始功率、初始頻率、峰值功率和峰值頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)校準(zhǔn)模塊中信號(hào)校準(zhǔn)計(jì)算公式為：

6.一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)，包括頻率變送器、功率變送器、一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元、機(jī)組DEH控制系統(tǒng)、機(jī)組CCS控制系統(tǒng)和機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥；頻率變送器和功率變送器均分別通過(guò)控制電路與一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元通訊連接；一次調(diào)頻優(yōu)化控制單元輸出端通過(guò)控制電路與機(jī)組DEH控制系統(tǒng)、機(jī)組CCS控制系統(tǒng)分別通訊連接；DEH控制系統(tǒng)與CCS控制系統(tǒng)通訊連接；DEH控制系統(tǒng)通過(guò)電液伺服控制系統(tǒng)與機(jī)組配汽調(diào)節(jié)閥通訊連接；DEH控制系統(tǒng)用于控制汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)汽量；CCS控制系統(tǒng)用于控制汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)汽壓力及汽輪發(fā)電機(jī)實(shí)發(fā)功率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有火電機(jī)組調(diào)頻優(yōu)化系統(tǒng)未能解決機(jī)組頻率及功率信號(hào)與電網(wǎng)考核信號(hào)不一致的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：朱彥愷,王建國(guó),李文豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇慧嘉節(jié)能技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9