一种超临界机组deh侧一次调频方法
【专利摘要】本发明公开了一种超临界机组DEH侧一次调频方法，包含以下步骤：步骤一、求取额定转速与汽轮机组的反馈转速的偏差值；步骤二、将步骤一中获得的偏差值采用速度不等率函数进行计算，并将该计算结果与功率指令叠加；步骤三、求取步骤二中获得的叠加值与汽轮机组的反馈功率的偏差值；步骤四、求取步骤三中获得的偏差值与该偏差值进行PID计算后的偏量值；步骤五、将步骤四中获得的偏量值采用主蒸汽压力修改函数进行计算，得到主蒸汽压力修正值，并将主蒸汽压力修正值输入至执行机构，以控制汽轮机组运转。本发明不仅使机组的一次调频功能可以长期安全投入，而且使机组的一次调频性能优宜，对电网、电厂的安全性、可靠性都具有十分重要的意义。
【专利说明】
_种超临界机组DEH侧一次调频方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽轮机调节系统领域，具体涉及一种超临界机组DH1侧一次调频方法。
【背景技术】
[0002] 电网频率是发电功率与用电负荷平衡的依据，当发电功率与用电负荷大小相等 时，电网频率稳定;发电功率大于用电负荷时，电网频率升高;发电功率小于用电负荷时，电 网频率降低。
[0003] -次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地 控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的一个自动控制过程。 当电网频率升高时，一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负 荷。
[0004] 当电网频率变化时，在保证机组安全前提下，按电网频率控制的要求，快速变化机 组的负荷，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定。一次调频要求发电机组对电网频率变 化的响应要快，其响应特性可视作一个一阶惯性环节，时间常数一般在10秒左右。
[0005] 但是进行一次调频时存在死区，称为一次调频死区，也称一次调频不灵敏区，是指 一次调频功能不动作的转速(或频率)偏离额定值的范围。在发电机组调速系统中，存在两 种死区：即固有的和可整定的。
[0006] 固有的死区主要取决于转速测量精度，汽机调门、水机导叶、燃机燃料阀的定位精 度和变化的灵敏性。汽机控制精度较高，机组一次调频固有的死区一般小于lr/min (0.017Hz)〇
[0007] -次调频死区指可整定的死区，死区值越大机组一次调频性能越差，反之，机组一 次调频性能越好，为避免调速系统不必要的频繁动作，减少调节设备的磨损，目前电网要求 设置不大于2r/min(0.033Hz)的可整定死区。
[0008] 为了保证机组的安全，主蒸汽压力变化幅度应限制在一定的范围内，这就要求汽 机调门快速变化的幅度不能过大，由此引起的负荷变化幅度也是有限的。另外，许多超临界 机组普遍采用滑压运行方式，汽机调门接近开足，利用汽机调门快速加负荷的幅度较小。
[0009] 由此可知，机组一次调频变负荷幅度也应限制在一定的范围内，其持续的时间也 是有限的。尽管通过燃料变化负荷的过程较长，不能满足一次调频快速变负荷的要求，但机 组承担一次调频变负荷时，同步变化燃料量是必要的，一方面是平衡机组的能量，另一方面 可以满足一次调频持续变负荷的要求。
[0010] 现有技术中，一次调频主要存在以下不足：
[0011] 协调控制系统性能不佳，一次调频功能是协调控制系统上游的一个重要功能，性 能优良的协调控制系统无疑是一次调频优化工作的基础，很多机组一次调频功能性能不 佳，就是因为协调控制系统性能不佳;转速测量不正确，汽机转速理论上与电网频率一致， 但有一定的延迟，汽机转速有晃动，造成汽机调门晃动，机组运行稳定性下降，一次调频性 能差;频率信号应全网核对，频率信号，且有一定迟延和波动;直流炉蓄热小，一次调频不能 持续，一次调频与AGC变化方向不一致时，性能变差，频率大幅度变化时，机组的功率会突 变，机组负荷调节系统出现反向调节的现象;DEH调门指令与功率有偏差，一次调频动作正 确性不够；目前有许多机组机组采用滑压运行，汽机调门保持在较大的开度，一次调频性能 差，调门的线性不好，机组接近满负荷运行，调门几乎开足时，调频性能差，电网频率小幅度 变化时，性能不佳;超临界机组没有汽包炉那样的蓄热，所以调门变化时机组功率变化很 小，且汽压大幅度变化，不能满足电网初期的变负荷要求。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于提供一种超临界机组DEH侧一次调频方法，不仅使机组的一次 调频功能可以长期安全投入，而且使机组的一次调频性能优宜，对电网、电厂的安全性、可 靠性都具有十分重要的意义，能够完全满足电网的调频需要，能够在此前提下顺利开展该 类机组的调速系统建模工作。
[0013] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种超临界机组DH1侧一次调 频方法，其特点是，包含以下步骤：
[0014] 步骤一、求取额定转速与汽轮机组的反馈转速的偏差值；
[0015] 步骤二、将步骤一中获得的偏差值采用速度不等率函数进行计算，并将该计算结 果与功率指令叠加；
[0016] 步骤三、求取步骤二中获得的叠加值与汽轮机组的反馈功率的偏差值；
[0017]步骤四、求取步骤三中获得的偏差值与该偏差值进行PID计算后的偏量值；
[0018] 步骤五、将步骤四中获得的偏量值采用主蒸汽压力修改函数进行计算，得到主蒸 汽压力修正值，并将主蒸汽压力修正值输入至执行机构，以控制汽轮机组运转。
[0019] 所述的步骤五中的主蒸汽压力修正函数为采用主蒸汽压力额定值与当前值之比 的计算方法。
[0020] 所述的步骤五中的主蒸汽压力修正函数为当前负荷点的压力定值去除主蒸汽压 力额定值的计算方法。
[0021] 所述的当前负荷点的压力定值由滑压曲线获得。
[0022] 所述的步骤五中的主蒸汽压力修正值在一次调频变负荷过程保持不变。
[0023] 本发明一种超临界机组DEH侧一次调频方法与现有技术相比具有以下优点：在一 次调频变负荷时使给水量随调门同步变化，通过合理的给水变化，实现机组快速变负荷的 目的;通过设计区分加减负荷的锅炉蓄热能力基准参数、频差一负荷增量系数、负荷一频差 增量修正系数，构建一次调频工况下的优化压力控制函数，使不同负荷点，一次调频动作时 对应于频差变负荷增量的调门开、关幅度比较准确，进而提高了一次调频动作初期的变负 荷性能;具备优宜一次调频性能的机组能够在电网出现故障时迅速改变在网机组负荷，从 而能在电网事故时使电网频率快速恢复，向外继续提供尚品质的电量，能够大大减小由于 供电品质问题造成的社会影响。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明一种超临界机组DH1侧一次调频方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0026] 如图1所述，一种超临界机组DH1侧一次调频方法，包含以下步骤：
[0027] 步骤一、求取额定转速与汽轮机组的反馈转速的偏差值；
[0028] 步骤二、将步骤一中获得的偏差值采用速度不等率函数进行计算，并将该计算结 果与功率指令叠加；
[0029]步骤三、求取步骤二中获得的叠加值与汽轮机组的反馈功率的偏差值；
[0030]步骤四、求取步骤三中获得的偏差值与该偏差值进行PID计算后的偏量值；
[0031]步骤五、将步骤四中获得的偏量值采用主蒸汽压力修改函数进行计算，得到主蒸 汽压力修正值，并将主蒸汽压力修正值输入至执行机构，以控制汽轮机组运转。
[0032]所述的步骤五中的主蒸汽压力修正函数为采用主蒸汽压力额定值与当前值之比 的计算方法。
[0033]所述的步骤五中的主蒸汽压力修正函数为当前负荷点的压力定值去除主蒸汽压 力额定值的计算方法。
[0034]所述的当前负荷点的压力定值由滑压曲线获得。
[0035]所述的步骤五中的主蒸汽压力修正值在一次调频变负荷过程保持不变。
[0036] 具体地：
[0037] 1、提高一次调频动作时调门开关幅度的准确性。
[0038] DEH-般根据功率要求值计算出额定主蒸汽压力温度下的主蒸汽流量，超临界机 组普遍采用滑压运行方式，主蒸汽压力随机组负荷下降而下降，机组负荷较低时，主蒸汽压 力低于额定值，同样的汽机调节汽门变化，负荷变化量会有偏低，所以应对调门指令与负荷 要求之间的关系加入主蒸汽压力修正，使机组在不同的负荷段、不同的运行参数、不同的调 门开度下都能按要求正确地变化机组功率。
[0039]主蒸汽压力修正一般采用主蒸汽压力额定值与当前值之比的计算方法，这样当运 行的主蒸汽压力偏低时，变负荷时，汽机调门的变负荷量会大于额定工况，使实际功率的变 化量与要求值一致，但汽机调门变化时主蒸汽压力会变化，如加负荷时，汽机调门开大，主 蒸汽压力会下降，由于主蒸汽压力修正使汽机调门进一步开大，最终汽机调门开足，反之， 减负荷时，使汽机调门关闭过小，危及机组的安全，这种情况尤其会发生在蓄热较小的直流 炉机组上。为了避免主蒸汽压力的调门修正影响机组的安全运行，可以以该负荷点的压力 定值(可通过滑压曲线获得)代替实际主蒸汽压力去除额定压力，这个修正值在一次调频变 负荷过程保持不变。
[0040] 2、根据负荷自动改变调门的最大动作幅度。
[0041] 为了防止汽机调门快速大幅度变化危及机组的安全运行，汽机调门快速调频的最 大变化幅度应有一定的限制，DH1的机组快速一次调频变负荷最大幅度应通过试验确定，并 作为该机组DEH-次调频的最大幅度。DEH-次调频的最大幅度主要以汽机调门快速变化时 主汽压力变化幅度和速率在允许范围内为依据，超临界机组主汽压力的允许变化幅度一般 为0.8MPa，另外加负荷以汽机调门开足为限，减负荷以主汽压力上升幅度和速度为允许值 (低于高旁动作值)为限。DEH的机组快速一次调频变负荷最大幅度一般应为5%额定负荷左 右。
[0042]由于不同负荷段，机组的蓄热能力不同，根据调频范围内的调门阶跃扰动试验可 以获取全负荷段调门的最大变化幅度曲线。
[0043] 3、克服调门的的不灵敏区
[0044]随着网内越来越多的机组一次调频性能得到提升，电网频率的波动幅度越来越 小，当一次调频小幅度变化时，调门动作正确，但是负荷几乎不动，使一次调频性能变差，为 改变这种情况，以某电厂为例，如表1所示，采取了一次调频负荷要求2.5Mff(相当于0.4%的 调门开度）以下时按照2.5MW算的策略，启板就是0.5转偏差，保证调门的动作幅度大于不灵 敏区，足够使负荷产生相应变化。
[0045]表1:优化前一次调频曲线：（8点）
[0046]
[0048] 4、根据调门流量特性，不易工作在顺序阀的开足或关死的位置
[0049 ] 5、高负荷或滑压方式，调门不开足，经济开度。
[0050] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种超临界机组DEH侧一次调频方法，其特征在于，包含以下步骤： 步骤一、求取额定转速与汽轮机组的反馈转速的偏差值； 步骤二、将步骤一中获得的偏差值采用速度不等率函数进行计算，并将该计算结果与 功率指令取叠加； 步骤三、求取步骤二中获得的叠加值与汽轮机组的反馈功率的偏差值； 步骤四、求取步骤三中获得的偏差值与该偏差值进行PID计算后的偏量值； 步骤五、将步骤四中获得的偏量值采用主蒸汽压力修改函数进行计算，得到主蒸汽压 力修正值，并将主蒸汽压力修正值输入至执行机构，以控制汽轮机组运转。2. 如权利要求1所述的超临界机组DEH侧一次调频方法，其特征在于，所述的步骤五中 的主蒸汽压力修正函数为采用主蒸汽压力额定值与当前值之比的计算方法。3. 如权利要求1或2所述的超临界机组DEH侧一次调频方法，其特征在于，所述的步骤五 中的主蒸汽压力修正函数为当前负荷点的压力定值去除主蒸汽压力额定值的计算方法。4. 如权利要求3所述的超临界机组DEH侧一次调频方法，其特征在于，所述的当前负荷 点的压力定值由滑压曲线获得。5. 如权利要求1所述的超临界机组DEH侧一次调频方法，其特征在于，所述的步骤五中 的主蒸汽压力修正值在一次调频变负荷过程保持不变。
【文档编号】F01D15/10GK105888743SQ201610224155
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】单英雷, 张建新, 杜洋, 殷庆华, 俞雪明, 林清明, 陈洪涛
【申请人】国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司