一種提高agc負荷響應快速性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于自動發(fā)電控制技術領域，特別是一種提高AGC負荷響應快速性的方法。
【背景技術】
[0002]自動發(fā)電控制(Automatic Generat1n Control)簡稱AGC，是電網能量管理系統(tǒng)(Energy Management System, EMS)的重要組成部分。它通過控制發(fā)電機有功出力來跟蹤電力系統(tǒng)的負荷變化，從而維持電網頻率的穩(wěn)定，同時保證互聯(lián)電力系統(tǒng)間按計劃要求交換功率。AGC的投入一方面提高了電能的頻率質量，另一方面也提高了電力系統(tǒng)的經濟效益和電網管理水平。AGC可以簡單地分為兩大部分:決策控制層和指令執(zhí)行層。決策控制層是AGC功能實現(xiàn)的核心部分，它的主要任務是根據(jù)區(qū)域控制偏差(Area Control Error, ACE)計算出各機組需要增減的有功出力，再與發(fā)電計劃決定的基點功率相疊加，形成最終的機組AGC負荷指令。決策控制層地理上在電網調度中心的EMS系統(tǒng)實現(xiàn)。指令執(zhí)行層包括各機組分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System, DCS)的AGC指令接口和負荷控制系統(tǒng)，二者均由協(xié)調控制系統(tǒng)(Coordinat1n Control System,CCS)實現(xiàn)，圖1中畫出了 AGC控制過程中與專利有關的部分。機組DCS的RTU (Remote Terminal Unit)接收來自EMS的AGC負荷指令信號，隨后傳入負荷控制中心的AGC指令接口，通過一系列邏輯運算，形成最終機組負荷指令，并繼續(xù)下傳至鍋爐、汽機主控以及就地設備，完成AGC指令的執(zhí)行。
[0003]在目前“兩個細則”考核下的機組AGC性能評價體系中，響應時間是一項重要的考核指標。響應時間是指EMS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。降低響應時間是提高機組AGC性能的一項重要課題。
[0004]現(xiàn)在普遍使用的機組AGC接口邏輯，先計算AGC負荷指令信號與機組實發(fā)功率信號的差值，再經過負荷調節(jié)量限幅、負荷調節(jié)速率設定等一系列邏輯計算，最終形成一個“斜坡形”的負荷指令，傳至機組CCS負荷設定，由CCS閉環(huán)控制調節(jié)機組負荷。在這樣的控制過程中，鍋爐反映出很大的慣性，從燃料量改變到主蒸汽參數(shù)的改變的過程，需要較長的時間。而汽輪機的調節(jié)響應是迅速的，氣閥的開閉可以快速地反應在負荷上?？梢钥闯?，鍋爐的控制特性是降低機組AGC指令響應時間的最大桎梏。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，而提出一種提高AGC負荷響應快速性的方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]—種提高AGC負荷響應快速性的方法，該方法使用的AGC系統(tǒng)包括EMS、RTU、CCS及DHl部分，機組的AGC負荷指令，由EMS計算得出，通過RTU下發(fā)至機組CCS中，CCS中設計有AGC指令接口，通過計算負荷指令信號與機組實發(fā)功率的差值，并比較計算高低限幅、調節(jié)速率，最終形成機組實際負荷指令，并下發(fā)至下級子控制系統(tǒng)中，
[0008]該方法使用的AGC系統(tǒng)還進一步包括:在原有CCS系統(tǒng)中增加快速響應模塊，快速響應模塊通過RTU接收EMS發(fā)出的AGC負荷指令信號，快速響應模塊通過CCS的機組實發(fā)負荷測點，采集發(fā)電機組實發(fā)負荷和機組實際負荷指令，
[0009]在AGC調節(jié)的初期，AGC負荷指令與機組實發(fā)負荷產生偏差之后，立即對汽輪機DEH發(fā)出總閥位指令，使汽輪機閥位稍作動作，使負荷快速變化跨出調節(jié)死區(qū)，總閥位指令的計算公式如下:
[0010]總閥位指令=(AGC負荷指令-機組實際負荷)X β % +實際負荷指令
[0011]其中，總閥位指令、AGC負荷指令、機組實際負荷和實際負荷指令均為4?20mA電流信號，四個信號所代表的物理量單位均為MW，
[0012]其中，β為調整限幅值，取值范圍在0.1-0.6之間。
[0013]而且，所述使汽輪機閥位稍作動作，具體是指，當AGC負荷指令與機組實際負荷發(fā)生變化時，只以變化量的5%，S卩β %= 0.5%作為對總閥位指令的調節(jié)。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0015]1、當AGC指令產生上升沿或下降沿時，立即變化總閥位指令，快速響應負荷變化需求。AGC調節(jié)的全過程將在此基礎上繼續(xù)進行，在完成總調節(jié)任務的基礎上，提高了機組對AGC指令的響應速度，降低了調解過程中的負荷偏差。
[0016]2、閥位調整設有上限，提高機組安全性，不造成機組參數(shù)的大波動。
【附圖說明】
[0017]圖1是一般AGC調節(jié)過程示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明提高AGC負荷響應快速性方法的系統(tǒng)連接示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述:需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出的其它實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]一種提高AGC負荷響應快速性的方法，如圖1所示，該方法使用的AGC系統(tǒng)包括EMS、RTU、CCS等部分，圖中畫出了與發(fā)明相關的控制環(huán)節(jié)。某機組的AGC負荷指令，由EMS計算得出，通過RTU下發(fā)至機組CCS中。CCS中設計有AGC指令接口，通過計算負荷指令信號與機組實發(fā)功率的差值，并比較計算高低限幅、調節(jié)速率，最終形成機組實際負荷指令，并下發(fā)至下級子控制系統(tǒng)中。
[0021]本發(fā)明的創(chuàng)新點是，在上述控制方法步驟基礎上，如圖2所示，還包括步驟如下:
[0022]在原有CCS系統(tǒng)中增加快速響應模塊，快速響應模塊通過RTU接收EMS發(fā)出的AGC負荷指令信號，快速響應模塊通過CCS的機組實發(fā)負荷測點，采集發(fā)電機組實發(fā)負荷和機組實際負荷指令，
[0023]在AGC調節(jié)的初期，AGC負荷指令與機組實發(fā)負荷產生偏差之后，立即對汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(Digital Electric Hydraulic Control System, DEH)發(fā)出指令，使汽輪機閥位稍作動作，使負荷快速變化跨出調節(jié)死區(qū)，從而達到降低響應時間的效果，
[0024]快速響應模塊實際為兩個疊加環(huán)節(jié)和一個比例環(huán)節(jié)的集成，先通過一個疊加環(huán)節(jié)計算AGC負荷指令和機組實際符合的差值，差值在通過一個比例環(huán)節(jié)之后，再通過一個疊加環(huán)節(jié)與CCS發(fā)出的實際負荷指令疊加。
[0025]快速響應模塊的計算過程可總結為如下公式:
[0026]總閥位指令=(AGC負荷指令-機組實際負荷)X 0.5% +實際負荷指令
[0027]其中，總閥位指令、AGC負荷指令、機組實際負荷和實際負荷指令均為4?20mA電流信號，應設置同樣的量程。四個信號所代表的物理量單位均為MW。
[0028]本發(fā)明充分利用鍋爐的蓄熱。在汽輪機調節(jié)汽門迅速開閉時，汽壓的突然變化，相應改變了汽包壓力和飽和溫度。汽包的蓄熱使得這個改變不會超過參數(shù)偏差的允許值，從而保證了主汽參數(shù)的穩(wěn)定性，一方面確保了整個調節(jié)過程的安全，一方面使調節(jié)完成的總體時間符合要求。
【主權項】
1.一種提高AGC負荷響應快速性的方法，該方法使用的AGC系統(tǒng)包括EMS、RTU、CCS及DEH部分，機組的AGC負荷指令，由EMS計算得出，通過RTU下發(fā)至機組CCS中，CCS中設計有AGC指令接口，通過計算負荷指令信號與機組實發(fā)功率的差值，并比較計算高低限幅、調節(jié)速率，最終形成機組實際負荷指令，并下發(fā)至下級子控制系統(tǒng)中， 其特征在于:該方法使用的AGC系統(tǒng)還進一步包括:在原有CCS系統(tǒng)中增加快速響應模塊，快速響應模塊通過RTU接收EMS發(fā)出的AGC負荷指令信號，快速響應模塊通過CCS的機組實發(fā)負荷測點，采集發(fā)電機組實發(fā)負荷和機組實際負荷指令， 在AGC調節(jié)的初期，AGC負荷指令與機組實發(fā)負荷產生偏差之后，立即對汽輪機DHl發(fā)出總閥位指令，使汽輪機閥位稍作動作，使負荷快速變化跨出調節(jié)死區(qū)，總閥位指令的計算公式如下: 總閥位指令=(AGC負荷指令-機組實際負荷)X β % +實際負荷指令其中，總閥位指令、AGC負荷指令、機組實際負荷和實際負荷指令均為4?20mA電流信號，四個信號所代表的物理量單位均為漏， 其中，β為調整限幅值，取值范圍在0.1-0.6之間。2.根據(jù)權利要求1所述的提高AGC負荷響應快速性的方法，其特征在于:所述使汽輪機閥位稍作動作，具體是指，當AGC負荷指令與機組實際負荷發(fā)生變化時，只以變化量的5%，即β % = 0.5%作為對總閥位指令的調節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高AGC負荷響應快速性的方法，該方法使用的AGC系統(tǒng)包括EMS、RTU、CCS及DEH部分，機組的AGC負荷指令，由EMS計算得出，通過RTU下發(fā)至機組CCS中，CCS最終形成機組實際負荷指令并下發(fā)，該方法使用的AGC系統(tǒng)進一步包括：在原有CCS系統(tǒng)中增加快速響應模塊，在AGC調節(jié)的初期，AGC負荷指令與機組實發(fā)負荷產生偏差之后，立即對汽輪機DEH發(fā)出總閥位指令，使汽輪機閥位稍作動作，使負荷快速變化跨出調節(jié)死區(qū)。本發(fā)明當AGC指令產生上升沿或下降沿時，立即變化總閥位指令，快速響應負荷變化需求，提高了機組對AGC指令的響應速度，降低了調解過程中的負荷偏差。
【IPC分類】G05B19/04
【公開號】CN105022299
【申請?zhí)枴緾N201510429114
【發(fā)明人】張應田, 李浩然, 倪瑋晨, 王建軍, 秦俊海
【申請人】國網天津市電力公司, 國家電網公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月21日