Propr模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，具體步驟為：步驟一：對調度中心下發(fā)的AGC負荷指令值進行分析，通過函數(shù)對負荷指令值進行優(yōu)化處理；步驟二：對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，生成一汽機主控前饋量；步驟三：對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，進行負荷變化率的切換。本發(fā)明通過對機組的負荷指令值和實際功率值進行分析處理，對機組的負荷實時變化情況進行判斷，對機組的汽機主控進行前饋優(yōu)化調整，并且對機組的負荷變化率進行折線優(yōu)化處理，從而在保證機組在PROPR模式下調節(jié)速率指標的同時，有效提升調節(jié)精度和響應時間指標，確保了電網負荷的供需平衡，保證了電網頻率的穩(wěn)定。
【專利說明】PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種火電機組負荷優(yōu)化控制方法，尤其是一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網容量越來越大，對電能的品質也要求越來越高，為了電網的安全穩(wěn)定運行，各大型火電機組都要求投入AGC功能，尤其是要PROPR(等可調比例正常調節(jié))模式，這種模式要求機組的負荷變化范圍大(一般要求50%—100%額定負荷)，在此范圍內要求機組快速、準確、穩(wěn)定的響應電網發(fā)出的負荷變化需求。
[0003](I) AGC考核標準
[0004]如圖1典型AGC機組設點控制過程所示，這是網內某臺機組一次典型的AGC機組設點控制過程。圖中，Pmiiu是該機組可調的下限出力，Pmaju是其可調的上限出力，PNi是其額定出力，Pdi是其啟停磨臨界點功率。整個過程可以這樣描述:T0時刻以前，Tl時刻以前，該機組穩(wěn)定運行在出力值Pl附近，TO時刻，AGC控制程序對該機組下發(fā)功率為P2的設點命令，機組開始漲出力，到Tl時刻可靠跨出Pl的調節(jié)死區(qū)，然后到T2時刻進入啟磨區(qū)間，一直到T3時刻，啟磨過程結束，機組繼續(xù)漲出力，至T4時刻第一次進入調節(jié)死區(qū)范圍，然后在P2附近小幅振蕩，并穩(wěn)定運行于P2附近，直至T5時刻，AGC控制程序對該機組發(fā)出新的設點命令，功率值為P3，機組隨后開始降出力的過程，T6時刻可靠跨出調節(jié)死區(qū)，至17時刻進入P3的調節(jié)死區(qū)，并穩(wěn)定運行于其附近。
[0005]AGC考核主要涉及調節(jié)速率、調節(jié)精度、響應時間三個主要指標:
[0006]I)調節(jié)速率Kl:是指機組響應設點指令的速率，可分為上升速率和下降速率。
[0007]2)調節(jié)精度K2:是指機組響應穩(wěn)定以后，實際出力和設點出力之間的差值。
[0008]3)響應時間K3:是指EMS (調度能量管理系統(tǒng))發(fā)出指令之后，機組出力在原出力點的基礎上，可靠地跨出與調節(jié)方向一致的調節(jié)死區(qū)所用的時間。
[0009](2)火電機組常規(guī)負荷控制方案
[0010]圖2中，T為切換器，進行支路切換4為模擬量發(fā)生器，可設定模擬量數(shù)值；術、氺為不小于和不大于判斷器，分別接收來自模擬量發(fā)生器A的負荷下限和負荷上限的限定，不超過設定值則輸出與輸入相同氺為速率限制器，接收負荷變化率的限定，可控制輸入量的變化速率。機組若要投入AGC，前提是機組工作在協(xié)調(CCS)方式下，此時的負荷指令LDSP是經過速率限制以及負荷下限、上限限制后的值，所述速率以及負荷上下限由電廠操作人員設定。當在CCS方式下投入AGC后，LDSP前的切換器切至AGC支路，LDSP的值即為中調指令；否則為電廠操作員設定的指令。
[0011]火電機組在投入協(xié)調控制方式(CCS)時，一般而言協(xié)調控制方式為汽輪機側進行負荷控制；鍋爐側控制壓力。而在目前電網調度模式下，電網考核的是機組的調節(jié)速率、調節(jié)精度和響應時間，因此火電機組對汽輪機側的控制要求比較嚴格，控制的精度要求較高。常規(guī)火電機組協(xié)調方式下汽機主控邏輯如圖3所示。其中，PID環(huán)節(jié)PV輸入量為現(xiàn)場變送器采集來的機組實際功率值，SP輸入量為一次調頻前負荷指令值(LDC OUT)與一次調頻產生的負荷增量的疊加值，PV與SP的差值經過PID運算最終生成汽機主控指令，進而控制汽輪機的調門開度，改變蒸汽流量，從而達到控制機組負荷的目的。有時為加快反映速度，可以引入負荷指令的比例微分前饋。
[0012]實際運行證明，這種控制方案可以通過人為增大機組的負荷變化率，來提高考核指標總的調節(jié)速率，但是負荷變化率的增大會造成機組的主汽壓力波動較大，從而對機組負荷的控制精度造成負面影響，影響到調節(jié)精度和響應時間，最終會造成整體考核結果不理想，嚴重時運行控制結果在調度的考核評價中出現(xiàn)品質不達標情況。

【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，它通過對機組的負荷實時變化情況進行判斷，對機組的汽機主控進行前饋優(yōu)化調整，并且對機組的負荷變化率進行折線優(yōu)化處理，從而在保證機組在PROPR模式下調節(jié)速率指標的同時，有效提升調節(jié)精度和響應時間，進而確保機組的整體控制指標達到優(yōu)秀。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0015]一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，具體步驟為:
[0016]步驟一:對調度中 心下發(fā)的AGC負荷指令值進行求差分析，找出在指定負荷點下的偏差量，并將偏差量疊加到原指令值上，通過非線性修正函數(shù)對指令進行優(yōu)化處理；
[0017]步驟二:對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，求出偏差量，將偏差量送至一飽和非線性環(huán)節(jié)，生成一汽機主控前饋量；
[0018]步驟三:對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，求出偏差量，根據偏差量是否超過設定限值，通過控制切換器模塊的選擇開關，進行負荷變化率的切換。
[0019]所述步驟一的具體步驟為:利用GPS同步對時系統(tǒng)，將同一時間點下的調度中心下發(fā)的AGC負荷指令值和CCS接收到的負荷指令值進行求差。
[0020]所述步驟二中，死區(qū)的設置原則為功率偏差值小幅震蕩下不應產生汽機主控前饋量，一般設置為±0.1-0.3MW，飽和非線性環(huán)節(jié)的具體函數(shù)如下:
【權利要求】
1.一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，具體步驟為: 步驟一:對調度中心下發(fā)的AGC負荷指令值進行求差分析，找出在指定負荷點下的偏差量，并將偏差量疊加到原指令值上，通過非線性修正函數(shù)對指令進行優(yōu)化處理； 步驟二:對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，求出偏差量，將偏差量送至一飽和非線性環(huán)節(jié)，生成一汽機主控前饋量； 步驟三:對修正后的AGC負荷指令值和機組實際功率值進行求差、判斷，求出偏差量，根據偏差量是否超過設定限值，通過控制切換器模塊的選擇開關，進行負荷變化率的切換。
2.如權利要求1所述一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，所述步驟一的具體步驟為:利用GPS同步對時系統(tǒng)，將同一時間點下的調度中心下發(fā)的AGC負荷指令值和CCS接收到的負荷指令值進行求差。
3.如權利要求1所述一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，所述步驟二中，死區(qū)的設置原則為功率偏差值小幅震蕩下不應產生汽機主控前饋量，一般設置為±0.1-0.3MW，飽和非線性環(huán)節(jié)的具體函數(shù)如下:
4.如權利要求1所述一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，所述步驟三的具體步驟為: 將偏差量送至一高低限報警模塊中，設置上下限，越限則輸出“ 1”，反之為“O” ;將高低限報警模塊的輸出作為一切換器Τ2的選擇開關，修正后的負荷變化率值和原有的負荷變化率值同時送至切換器Τ2的兩個切換輸入端中，若為“ I ”，則將原有的負荷變化率值送出，為“0”，則切換器Τ2將修正后的負荷變化率值送出。
5.如權利要求4所述的一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，所述高低限報警模塊的上下限H/L的設置原則為:按規(guī)定300MW機組在PROPR模式下單次負荷調節(jié)的幅值為±3麗，其計算調節(jié)速率的負荷取點在負荷實際變化至±2麗之前，因此將H和L分別設置為2和-2。
6.如權利要求5所述的一種PROPR模式下火電機組負荷優(yōu)化控制方法，其特征是，所述切換器Τ2的兩個輸入值設置原則為:一個為原有負荷變化率值，另一個為原有負荷變化率值的60%-70%，也就是說，當實際功率變化將至負荷指令值時，以較低的負荷變化率接近，進而提1?調節(jié)精度指標。
【文檔編號】G05B19/418GK103713613SQ201410001773
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2014年1月2日
【發(fā)明者】李軍, 周長來 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院