[发明专利]兼顾电网调频需求的超临界机组调速系统建模参数测量方法

说明书

技术领域

本发明属于控制、调节系统领域，尤其涉及一种用于超临界机组调速系统的建模参数测量方法。

背景技术

超临界发电机组(简称为超临界机组)，是指其过热器出口主蒸汽压力超过22.129MPa的汽轮机发电机组。目前运行的超临界机组运行压力均为24～25Mpa，理论上认为，在水的状态参数达到临界点时(压力22.129MPa温度374℃)，水的汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽水共存的二相区存在，二者的参数不再有区别。

超临界发电技术是一种高效、环保、可靠的发电技术，其具有煤耗低，污染物排污量少等特点；超临界机组控制技术是超临界发电技术中的重要一环，与机组的安全、稳定、经济的运行密切相关。

随着电力系统的发展，超临界机组已经成为我国电力行业的主力机组，经过几十年的发展，超临界发电技术已经相当成熟，其控制系统从总体上来说与常规亚临界发电机组相比并没有本质的区别。但就超临界机组本身来说，其直流炉的运行方式、大范围的变压控制，使超临界机组具有特殊的控制特点和难点。

研究和掌握大型超临界机组的动态特性，改进和优化超临界机组的控制策略，促进超临界机组的一些关键控制技术的提高，对提升我国超临界机组的自动化水平、促进节能降耗具有重要意义。

授权公告日为2010年06月02日，授权公告号为CN101339411B的中国发明专利中，公开了一种“超临界直流炉的仿真模拟器”，其是以火力发电厂单元机组的机理为基础，并结合经验建模的方法建立起来的火力发电厂单元机组超临界直流炉的数学模型，其特征在于：它包括分离器出口压力仿真、机前压力仿真、一级压力及机组负荷仿真和分离器出口焓值仿真四个部分，并在DCS控制系统(Distirbuted Control System，分散控制系统，或称之为集散控制系统)对该数学模型进行逻辑组态，然后根据实际运行机组运行参数的概率统计对该数学模型中各个参数进行静态配置和动态配置，使得该数学模型的输出参数能够很好的和实际运行机组的参数相匹配。该技术方案经现场使用证明能够很好的在线跟踪机组的实际运行参数，因此可以帮助分析超临界直流炉的控制特性，从而提出更合理的控制方案。

该技术方案是根据火力发电厂单元机组超临界直流炉的数学模型进行仿真，根据实际运行机组运行参数的概率统计对该数学模型中各个参数进行静态配置和动态配置，用以帮助分析超临界直流炉的控制特性，提出更合理的控制方案。由于其是基于数学模型的仿真，其所得到的控制方案只是一种理想化的理论模型和控制策略，其是否能完全应用到实际控制过程中去，尚需要在实际机组的DCS控制系统中进行实际运行验证和进一步的参数修改，才能得到真正符合实际机组控制特性的控制策略和经过验证的控制方案。

在超临界机组的实际运行过程中，当电网频率变化时，如果源侧发电机组能够相应改变出力，电网频率就能重新达到稳定，这就是电网频率控制的原理。

电网的频率变化是由于用电与供电不平衡引起的，当用电功率大于发电功率时电网频率下降；反之频率上升。

发电机组调频的任务是当电网频率的变化时，汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况，快速按调频要求利用锅炉的蓄能，自动改变调门的开度，改变发电机组的出力(即输出功率)，使之适应电网负荷的变化，及时平衡用电与供电，保证电网的频率稳定和安全。

为测试超临界机组的调频性能，在超临界机组经过大、小修或者与调频相关的设备或控制策略发生改变的情况下，通常需要对其进行调频试验测试(亦称频率扰动试验)，以保证超临界机组的调频性能满足电网调频的需求。

目前，在进行频率扰动试验期间(这段时间通常需要几个小时或更长的时间)，为了防止电网实际频率对实验结果的干扰(这种干扰不利于定性、定量地分析实验结果)，均采用切除电网的实际频率检测信号，叠加人为频率扰动信号的方法来进行。而若在试验期间若真的发生电网事故频率或较大频率波动，需要试验机组根据频差进行自动加、减负荷以便使电网频率恢复正常的时候，却因为试验机组的实际电网频率检测信号已经被切除，而使试验机组丧失了对电网进行调频的功能，这种情况对电网和电厂的安全运行都是十分不利的。

发明内容