[发明专利]一种基于bang-bang控制的一次调频方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于电网一次调频技术，特别是关于一种基于bang-bang控制的一次调频方法及装置。

背景技术

一次调频是电网重要的频率调整手段，当电网频率超过设置的死区后，汽轮发电机组通过快速动作调节门来释放锅炉蓄热以改变机械功，进而改变有功功率的方式。

一般来说，决定发电机组一次调频性能的因素有两个：一个是调频蓄能，一个是快速释放。若发电机组的蓄能足够，则决定发电机组一次调频的快速性指标(譬如响应时间、上升时间等)的唯一因素就是执行机构能快速释放蓄能。

现有技术中，火力发电机组一次调频的设计一般遵循以下原则：

(1)DEH(电液控制系统Digital Electric Hydraulic Control System)侧设计要求：采取将转速差信号经转速不等率设计函数直接叠加在汽轮机(燃机)调速汽门指令处的设计方法，同时DEH功率回路的功率指令也根据转速不等率设计指标进行调频功率定值补偿，且补偿的调频功率定值部分不经过速率限制，如图1所示。

(2)CCS(协调控制系统Coordination Control System)侧要求：采用分布控制系统(DCS)且具有机组协调控制和AGC功能的机组，由DEH、CCS共同完成一次调频功能，DEH侧采取将转速差信号经转速不等率设计函数直接叠加在汽轮机(燃机)调速汽门指令处的设计方法，而在CCS中设计频率校正回路，且CCS中的校正指令不经速率限制，如图2所示。

通过以上设计，火力发电机组能够通过DEH侧功能实现一次调频的快速性，通过CCS侧设计实现一次调频的持续性。

图1及图2所示的典型设计虽然实现了机组的一次调频功能，但当网频小幅波动时，由于执行器动作很小或存在动作死区，往往不能有效释放机组的蓄能，而达不到一次调频设计及考核指标，该典型方案没有考虑小幅度网频波动对发电机组一次调频功能实现的影响。

发明内容

本发明提供一种基于bang-bang控制的一次调频方法及系统，以提高小网频波动下的机组一次调频性能，有效的克服机组的执行机构死区。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于bang-bang控制的一次调频方法，该方法包括：实时获取汽轮机发电机组的电网频率；对额定电网频率与所述电网频率进行减法运算，生成电网频差；根据死区定值对所述电网频差进行死区处理，生成频差；对所述频差进行频差补偿运算，生成频差补偿指令；当选择开关为1时，将原一次调频输出指令与所述频差补偿指令进行叠加后输出给汽轮机调速系统。

进一步地，根据死区定值对所述电网频差进行死区处理，包括：将所述电网频差加上或者减去所述死区定值，生成频差。

进一步地，对所述频差进行频差补偿运算，包括：在不同额定负荷状态下，进行特定频差扰动下的一次调频试验，得到频差补偿指令与频差扰动之间的对应关系曲线；根据所述对应关系曲线得到所述频差对应的频差补偿指令。

进一步地，所述选择开关为1包括：所述电网频率低于额定频率与死区频率之差或者高于额定频率与死区频率之和，并且延时超过延时定值。

进一步地，如果所述选择开关为0，仅输出原一次调频输出指令给汽轮机调速系统。

为了实现上述目的，本发明还提供一种基于bang-bang控制的一次调频装置，该装置包括：频率获取单元，用于实时获取汽轮机发电机组的电网频率；电网频差生成单元，用于对额定电网频率与所述电网频率进行减法运算，生成电网频差；死区处理单元，用于根据死区定值对所述电网频差进行死区处理，生成频差；补偿指令生成单元，用于对所述频差进行频差补偿运算，生成频差补偿指令；调频动作指令输出单元，用于将原一次调频输出指令与所述频差补偿指令进行叠加后输出给汽轮机调速系统。

进一步地，所述的死区处理单元具体用于将所述电网频差加上或者减去所述死区定值，生成频差。

进一步地，所述的补偿指令生成单元包括：调频试验模块，用于在不同额定负荷状态下，进行特定频差扰动下的一次调频试验，得到频差补偿指令与频差扰动之间的对应关系曲线；频差补偿指令生成模块，用于根据所述对应关系曲线得到所述频差对应的频差补偿指令。

进一步地，所述选择开关为1包括：所述电网频率低于额定频率与死区频率之差或者高于额定频率与死区频率之和，并且延时超过延时定值。

进一步地，如果所述选择开关为0，调频动作指令输出单元仅输出原一次调频输出指令给汽轮机调速系统。