專利名稱：一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于火電機(jī)組熱力控制領(lǐng)域，尤其涉及到火電機(jī)組快速甩負(fù)荷(FCB)控制。
背景技術(shù)：
當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，常常需要采取跳閘切除火電發(fā)電機(jī)組的緊急控制措施，當(dāng)電網(wǎng)故障很快被消除或隔離后，又需要火電機(jī)組能夠很快并網(wǎng)，恢復(fù)對(duì)電網(wǎng)供電?？焖偎ω?fù)荷控制(FCB)對(duì)故障后電網(wǎng)快速恢復(fù)起到重大的作用?；痣姍C(jī)組快速甩負(fù)荷控制(FCB)是機(jī)組瞬時(shí)甩掉全部對(duì)外供電負(fù)荷，機(jī)組帶廠用電負(fù)荷或停機(jī)不停爐維持運(yùn)行的自動(dòng)控制功能，F(xiàn)CB功能維持機(jī)組帶廠用電小島運(yùn)行，能夠很快并網(wǎng)供電。火電機(jī)組跳閘后，原動(dòng)機(jī)功率大于發(fā)電功率，轉(zhuǎn)速和汽壓迅速上升，危及機(jī)組安全。除了采取電磁閥和旁路快開措施，以及快速切除磨煤機(jī)及燃燒器措施外，F(xiàn)CB的另一項(xiàng)重要的控制措施是，超速保護(hù)(OPC)在機(jī)組跳閘后瞬時(shí)動(dòng)作，關(guān)閉高調(diào)和中調(diào)閥門進(jìn)汽，限制原動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速，以保障汽輪機(jī)的安全。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到接近額定的時(shí)候，OPC動(dòng)作結(jié)束，調(diào)節(jié)閥門轉(zhuǎn)由調(diào)速器控制。OPC動(dòng)作結(jié)束后，有一些FCB控制方案是采取閥控方式，閥門初始開度設(shè)置為59T8%，隨后由人工對(duì)閥位進(jìn)行直接控制。但是，運(yùn)行人員難以估算主汽壓力變化以及切磨煤機(jī)導(dǎo)致的功率變化量對(duì)閥位的影響，難以保持小島功率平衡和維持3000RPM轉(zhuǎn)速，常常因此導(dǎo)致FCB控制失敗。OPC動(dòng)作結(jié)束后，還一些FCB控制方案是采取常規(guī)的PID調(diào)節(jié)，PID的功率設(shè)定仍然維持機(jī)組跳閘前的功率 設(shè)定，這種方案，就會(huì)使轉(zhuǎn)速再次上升，OPC又再次動(dòng)作，如此過程反復(fù)出現(xiàn)。導(dǎo)致OPC的反復(fù)動(dòng)作、功率和頻率振蕩，在國內(nèi)這種情況出現(xiàn)過多次。OPC動(dòng)作結(jié)束后，如果采取常規(guī)的PID調(diào)節(jié)，同時(shí)將PID的功率設(shè)定置為59^8%的方案，由于PID調(diào)速器，難以從正常發(fā)電控制過渡到極端的跳閘后調(diào)速控制，PID的調(diào)節(jié)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移緩慢。在機(jī)組跳閘時(shí)動(dòng)態(tài)過程中，出現(xiàn)調(diào)速器與旁路控制相互影響，造成主汽壓力、轉(zhuǎn)速與OPC的振蕩。并且，在機(jī)組跳閘動(dòng)態(tài)過程結(jié)束后的穩(wěn)態(tài)控制時(shí)期，也存在小島功率難以平衡，轉(zhuǎn)速難以維持在3000RPM的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，以解決采用常規(guī)快速甩負(fù)荷控制所存在的如運(yùn)行人員難以估算主汽壓力變化以及切磨煤機(jī)導(dǎo)致的功率變化量對(duì)閥位的影響，難以保持小島功率平衡和維持3000RPM轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致FCB控制失??；采取常規(guī)的PID調(diào)節(jié)，會(huì)使轉(zhuǎn)速再次上升，OPC又再次動(dòng)作，如此過程反復(fù)出現(xiàn)，導(dǎo)致OPC的反復(fù)動(dòng)作、功率和頻率振蕩等問題。本實(shí)用新型技術(shù)方案:[0010]一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它包括常規(guī)PID調(diào)速器，它還包括:廠用電電氣量采集單元，它采集機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷功率、頻率和電壓，并送至廠用電負(fù)荷修正單元，與廠用電負(fù)荷修正單元電連接；廠用電負(fù)荷修正單元，它根據(jù)廠用電負(fù)荷頻率和電壓變化量對(duì)廠用電負(fù)荷功率進(jìn)行修正，將修正的負(fù)荷功率作為機(jī)組跳閘后的功率設(shè)定輸入到功率設(shè)定切換單元，與功率設(shè)定切換單元電連接；功率設(shè)定切換單元，在機(jī)組脫網(wǎng)的快速甩負(fù)荷信號(hào)FCB發(fā)出時(shí)，本單元將廠用電負(fù)荷修正單元發(fā)來的廠用電負(fù)荷，作為調(diào)速器的功率設(shè)定；正常情況下，本單元輸出監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的功率設(shè)定；與第一加法器電連接；第一加法器，將功率設(shè)定切換單元送來的功率設(shè)定與汽輪機(jī)維持轉(zhuǎn)動(dòng)的通流量常數(shù)進(jìn)行加計(jì)算，得出狀態(tài)重置量，并送至狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元，與狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元電連接；狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元，它在超速保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)出期間，將調(diào)速器的PID控制中積分環(huán)節(jié)的輸出狀態(tài)，調(diào)整為狀態(tài)重置量的數(shù)值，狀態(tài)重置量是修正后的廠用電負(fù)荷功率與汽輪機(jī)維持轉(zhuǎn)動(dòng)的通流量常數(shù)之和，與第二加法器電連接，第二加法器與限速及退出單元電連接；限速及退出單元，在機(jī)組脫網(wǎng)信號(hào)發(fā)出時(shí)，取消調(diào)節(jié)指令限速環(huán)節(jié)的限制，并退出限速環(huán)節(jié)，與限幅單元電連接；限幅單元，接收限速及退出單元發(fā)出的信號(hào)，并進(jìn)行限幅處理后，送至第三加法器進(jìn)行加計(jì)算，由第三加法器輸出進(jìn)行閥門調(diào)位。一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它還包括自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)電連接，監(jiān)控系統(tǒng)與功率設(shè)定切換單元電連接。狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元包括第二加減器，積分環(huán)節(jié)信號(hào)輸入到第二加減器的加輸入端，經(jīng)過積分處理后，送至第二加減器加信號(hào)輸入端，重置狀態(tài)量輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸出端與狀態(tài)重置開關(guān)連接，狀態(tài)重置開關(guān)輸出端與第二加減器的減信號(hào)輸入端連接，第二加減器的輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸入端與放電開關(guān)輸入端連接，放電開關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)過乘積分狀態(tài)重置系數(shù)后，送至第二加減器減輸入端?？焖偎ω?fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器它是在機(jī)組快速甩負(fù)荷期間，根據(jù)機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷功率，經(jīng)負(fù)荷頻率和電壓因子修正后，作為功率設(shè)定輸入到PID調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)的。在超速保護(hù)(OPC)動(dòng)作信號(hào)發(fā)出期間，將調(diào)速器的PID控制中積分環(huán)節(jié)單元的輸出狀態(tài)，調(diào)整為狀態(tài)重置量的數(shù)值。本實(shí)用新型有益效果:本實(shí)用新型針對(duì)FCB措施中的常規(guī)PID調(diào)速器與OPC協(xié)調(diào)控制問題，提出了一種適應(yīng)快速甩負(fù)荷(FCB)控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它在常規(guī)PID調(diào)速器中增加了廠用電電氣量采集單元、廠用電負(fù)荷修正單元、功率設(shè)定切換單元、狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元、限速及退出單元等。在機(jī)組跳閘時(shí)，廠用電電氣量采集單元測(cè)量機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷等電氣量，經(jīng)廠用電負(fù)荷修正單元對(duì)廠用電負(fù)荷功率進(jìn)行校正后，經(jīng)功率設(shè)定切換單元的切換，作為機(jī)組跳閘脫網(wǎng)后的功率設(shè)定，輸入到狀態(tài)重置PID調(diào)速器進(jìn)行控制，使機(jī)組的功率控制具有正確的功率控制目標(biāo)。在OPC動(dòng)作期間，即高壓調(diào)門控制權(quán)轉(zhuǎn)移到0PC，調(diào)速器失去高壓調(diào)門控制權(quán)的期間，利用這個(gè)時(shí)段進(jìn)行積分環(huán)節(jié)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，通過狀態(tài)重置，將PID的狀態(tài)從正常發(fā)電狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為小島運(yùn)行狀態(tài)。狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元采用機(jī)組跳閘后測(cè)量和修正的廠用電負(fù)荷作為功率設(shè)定，經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的通流量再次校正后，作為狀態(tài)重置量，對(duì)PID調(diào)速器中的積分環(huán)節(jié)的輸出狀態(tài)進(jìn)行重置，使調(diào)速器具有準(zhǔn)確的調(diào)門閥位初始控制量。在超速保護(hù)(OPC)動(dòng)作信號(hào)結(jié)束后，高壓調(diào)門控制權(quán)又轉(zhuǎn)移到調(diào)速器時(shí)，調(diào)速器PID的積分環(huán)節(jié)輸出狀態(tài)已轉(zhuǎn)換成為準(zhǔn)確的初始調(diào)門閥位，這是本實(shí)用新型的具有的一個(gè)重要特征，這個(gè)特征，保障OPC動(dòng)作后，調(diào)速器能夠適應(yīng)汽輪機(jī)狀態(tài)變化對(duì)調(diào)門閥位進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)了 OPC控制與調(diào)速器控制的協(xié)調(diào)和配合，解決OPC反復(fù)動(dòng)作問題；并且，調(diào)速器具有良好的穩(wěn)態(tài)控制性能，對(duì)機(jī)組發(fā)電功率實(shí)施連續(xù)和穩(wěn)定的PID無差控制,保障了小島的功率平衡，最終使機(jī)組轉(zhuǎn)速維持在3000RPM。除了機(jī)組跳閘脫網(wǎng)，在其他情況下，本實(shí)用新型常規(guī)調(diào)速器的參數(shù)和特性完全一致，與國內(nèi)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)定不發(fā)生沖突，利于現(xiàn)有技術(shù)之上進(jìn)行開發(fā)和改造，利于推廣。解決了采用常規(guī)快速甩負(fù)荷控制所存在的如運(yùn)行人員難以估算主汽壓力變化以及切磨煤機(jī)導(dǎo)致的功率變化量對(duì)閥位的影響，難以保持小島功率平衡和維持3000RPM轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致FCB控制失??；采取常規(guī)的PID調(diào)節(jié)，會(huì)使轉(zhuǎn)速再次上升，OPC又再次動(dòng)作，如此過程反復(fù)出現(xiàn)，導(dǎo)致OPC的反復(fù)動(dòng)作、功率和頻率振蕩等問題。


:圖1為本實(shí)用新型各單元系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為本實(shí)用新型狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元構(gòu)成示意圖；圖3為本實(shí)用新型限速及退出單元構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施方式
:一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它包括常規(guī)PID調(diào)速器，它還包括:廠用電電氣量采集單元1，它采集機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷功率、頻率和電壓，并送至廠用電負(fù)荷修正單元2，與廠用電負(fù)荷修正單元2信號(hào)連接；廠用電負(fù)荷修正單元2，它根據(jù)廠用電負(fù)荷頻率和電壓變化量對(duì)廠用電負(fù)荷功率進(jìn)行修正，將修正的負(fù)荷功率作為機(jī)組跳閘后的功率設(shè)定輸入到功率設(shè)定切換單元，與功率設(shè)定切換單元3信號(hào)連接；功率設(shè)定切換單元3，在機(jī)組脫網(wǎng)的快速甩負(fù)荷信號(hào)FCB發(fā)出時(shí)，本單元將廠用電負(fù)荷修正單元2發(fā)來的廠用電負(fù)荷，作為調(diào)速器的功率設(shè)定；正常情況下，本單元輸出監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的功率設(shè)定；與第一加法器6信號(hào)連接；第一加法器6，將功率設(shè)定切換單元3送來的功率設(shè)定與汽輪機(jī)維持轉(zhuǎn)動(dòng)的通流量常數(shù)進(jìn)行加計(jì)算，得出狀態(tài)重置量，并送至狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元4，與狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元4信號(hào)連接；狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元4，它在超速保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)出期間，將調(diào)速器的PID控制積分環(huán)節(jié)的輸出狀態(tài)，調(diào)整為狀態(tài)重置量的數(shù)值，狀態(tài)重置量是修正后的廠用電負(fù)荷功率與汽輪機(jī)維持轉(zhuǎn)動(dòng)的通流量常數(shù)之和，與第二加法器7信號(hào)連接；限速及退出單元5，在機(jī)組脫網(wǎng)信號(hào)發(fā)出時(shí)，取消調(diào)節(jié)指令限速環(huán)節(jié)的限制，并退出限速環(huán)節(jié)，與限幅單元9信號(hào)連接；限幅單元9，接收限速及退出單元5發(fā)出的信號(hào)，并進(jìn)行限幅處理后，送至第三加法器10進(jìn)行加計(jì)算，由第三加法器10輸出進(jìn)行閥門調(diào)位。它還包括自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)通過導(dǎo)線連接，監(jiān)控系統(tǒng)與功率設(shè)定切換單元通過導(dǎo)線連接。狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元4包括第二加減器4.5，積分環(huán)節(jié)信號(hào)輸入到第二加減器4.5的加輸入端，經(jīng)過積分常數(shù)4.6和積分?jǐn)?shù)值4.4進(jìn)行積分處理后，送至第二加減器
4.7加信號(hào)輸入端，重置狀態(tài)量輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸出端與狀態(tài)重置開關(guān)4.1連接，狀態(tài)重置開關(guān)4.1輸出端與第二加減器4.7的減信號(hào)輸入端連接，第二加減器4.7的輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸入端與放電開關(guān)4.2輸入端連接,放電開關(guān)4.2輸出信號(hào)經(jīng)過乘積分狀態(tài)重置系數(shù)后，送至第二加減器4.5減輸入端。快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器它是在機(jī)組快速甩負(fù)荷期間，根據(jù)機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷功率，經(jīng)負(fù)荷頻率和電壓因子修正后，作為功率設(shè)定輸入到PID調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)的。在超速保護(hù)(OPC)動(dòng)作信號(hào)發(fā)出期間，將調(diào)速器的PID控制中積分環(huán)節(jié)單元的輸出狀態(tài)，調(diào)整為狀態(tài)重置量的數(shù)值。本實(shí)用新型所使用的信號(hào)及采集:本實(shí)用新型的 輸入信號(hào)有:轉(zhuǎn)速、機(jī)組發(fā)電功率、功率設(shè)定、廠用電負(fù)荷功率、廠用電頻率、廠用電母線電壓，F(xiàn)CB信號(hào)。其中轉(zhuǎn)速和機(jī)組發(fā)電功的信號(hào)采集方式與常規(guī)調(diào)速器相同。常規(guī)調(diào)速器的功率設(shè)定來源于自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)(AGC)的“遙控”功率設(shè)定，以及電廠運(yùn)行人員在監(jiān)控系統(tǒng)上輸入的“本地”功率設(shè)定，均通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送至調(diào)速器。本實(shí)用新型的功率設(shè)定信號(hào)，除通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的“遙控”和“本地”性質(zhì)功率設(shè)定之外，在FCB控制時(shí)，功率設(shè)定需要“緊急”功率設(shè)定，所述“緊急”功率設(shè)定，可以從機(jī)組的集散控制系統(tǒng)(DCS)中采集廠用電的負(fù)荷功率、廠用電母線電壓和頻率，經(jīng)計(jì)算修正得到。FCB信號(hào)取自于模擬量控制系統(tǒng)(MCS)的FCB控制單元，通過集散控制系統(tǒng)(DCS)的通信進(jìn)行連接。本實(shí)用新型的調(diào)速器的功能及單元的實(shí)現(xiàn)方案:本實(shí)用新型所述的狀態(tài)重置調(diào)速器，見附圖1，是在常規(guī)PID調(diào)速器中增加了負(fù)荷功率采集單元1、廠用電負(fù)荷修正單元2、功率設(shè)定切換單元3、狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元4和限速及退出單元5。具體地，各單元功能及實(shí)現(xiàn)方案說明如下:廠用電電氣量采集單元1，它采集機(jī)組單元內(nèi)的廠用電負(fù)荷功率、頻率和電壓。廠用電負(fù)荷修正單元2，它根據(jù)頻率和電壓對(duì)廠用電負(fù)荷功率進(jìn)行修正。
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k[0054]測(cè)量的廠用電負(fù)荷功率/僅修正系數(shù)k較正后，得到機(jī)組跳閘脫網(wǎng)后的功率
設(shè)定P…,k的計(jì)算式為:
權(quán)利要求1.一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它包括常規(guī)PID調(diào)速器，其特征在于它還包括:廠用電電氣量采集單元(1)，廠用電電氣量采集單元(I)與廠用電負(fù)荷修正單元(2)電連接；廠用電負(fù)荷修正單元(2)與功率設(shè)定切換單元(3)電連接；功率設(shè)定切換單元(3)與第一加法器(6)電連接；第一加法器(6)與狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元(4)電連接；狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元(4)與第二加法器(7)電連接；第二加法器(7)與限速及退出單元(5)電連接；限速及退出單元(5)與限幅單元(9)電連接；限幅單元(9)與第三加法器(10)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，其特征在于:它還包括自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)電連接，監(jiān)控系統(tǒng)與功率設(shè)定切換單元電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，其特征在于:狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元(4)包括第二加減器(4.5)，積分環(huán)節(jié)信號(hào)輸入到第二加減器(4.5)的加輸入端，經(jīng)過積分處理后，送至第二加減器(4.7)加信號(hào)輸入端，重置狀態(tài)量輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸出端與狀態(tài)重置開關(guān)(4.1)連接，狀態(tài)重置開關(guān)(4.1)輸出端與第二加減器(4.7)的減信號(hào)輸入端連接,第二加減器(4.7)的輸出端和OPC動(dòng)作信號(hào)輸入端與放電開關(guān)(4.2)輸入端連接， 放電開關(guān)(4.2)輸出信號(hào)經(jīng)過乘積分狀態(tài)重置系數(shù)后，送至第二加減器(4.5)減輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種快速甩負(fù)荷控制的火電機(jī)組狀態(tài)重置調(diào)速器，它包括常規(guī)PID調(diào)速器，廠用電電氣量采集單元(1)，廠用電電氣量采集單元(1)與廠用電負(fù)荷修正單元(2)電連接；廠用電負(fù)荷修正單元(2)與功率設(shè)定切換單元(3)電連接；功率設(shè)定切換單元(3)與第一加法器(6)電連接，第一加法器(6)與狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元(4)電連接；狀態(tài)可重置積分環(huán)節(jié)單元(4)與第二加法器(7)電連接，第二加法器(7)與限速及退出單元(5)電連接；限速及退出單元(5)與限幅單元(9)電連接；限幅單元(9)與第三加法器(10)電連接；解決了常規(guī)快速甩負(fù)荷控制所存在的OPC的反復(fù)動(dòng)作、功率和頻率振蕩等問題。
文檔編號(hào)H02J3/38GK203086155SQ20122067505
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者鄧樸, 皮顯松, 李慶生, 趙慶明, 農(nóng)靜, 張?jiān)? 鐘以林, 高華, 李麗娟 申請(qǐng)人:貴州電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心