[发明专利]一种基于供热抽汽量变化的AGC控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于发电机组控制领域，尤其涉及一种基于供热抽汽量变化的AGC控制系统及其方法。

背景技术

随着特高压智能电网的快速建设及风力发电、太阳能发电、核能发电等新能源发电的快速发展，电网构成结构越来越复杂，同时由于特高压输电与大容量核能发电机组的调频能力相对较弱，风电出力随机性更大，且可控制调频补偿能力更差，因此对于缺少水力发电、燃气机组这些具有快速调节负荷能力手段的特高压受端区域电网来讲，其安全稳定运行压力也越来越大。如何有效提升电网自动控制水平，保证可靠的供电质量，是今后电网快速发展必须面对的一个重要问题。

对于区域互联电网来讲，电网频率是否稳定是衡量电网运行稳定的一个重要技术指标，目前，电网的一次调频功能主要依赖于发电机组自身设计自动完成调频补偿，同时电网的二次调频过程主要依赖于电网中投入AGC(自动发电控制)运行的机组来完成电网负荷动态调节补偿。

发电机组在投入AGC运行过程中，基本采用汽机主控调整发电负荷，锅炉主控调整机组运行蒸汽压力的协调控制方式。该方式下，汽机主控根据负荷指令与机组发电负荷的偏差，可快速调整汽轮机进汽调门开度，完成机组的发电负荷调节，快速响应电网的负荷需求。

对一般的纯凝式机组来讲，由于进入汽轮机做功的蒸汽从调门进去，依次完成高压缸、中压缸、低压缸的做功过程，机组出力与调门控制进汽量存在一定的逻辑线性关系，机组负荷控制可采用定参数PID控制器完成，在AGC投入范围内相对，控制品质相对稳定。

但是对于调整抽汽式汽轮机组来讲，由于机组在高、中压缸会设置对外的供热抽汽，从机组抽出的蒸汽仅完成高压缸或高中压缸部分的做功，不参与低压缸做功，该部分蒸汽做功能力相对减弱，在不同供热抽汽量的工况下，机组AGC控制性能指标波动较大，不在适合定参数PID控制方式，要实现调整抽汽式汽轮机组AGC全程保持较好的调节性能指标，必须考虑机组供热抽汽量的影响。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种基于供热抽汽量变化的AGC控制系统。

本发明的一种基于供热抽汽量变化的AGC控制系统，包括：

机组供热抽汽流量计量装置，其用于计量机组供热抽汽流量并传送至处理器；

所述处理器，其被配置为：

预设比例系数与机组供热抽汽流量的函数关系式F1(X)；以及积分时间参数与机组供热抽汽流量的函数关系式F2(X)；根据函数关系式F1(X)和F2(X)，动态计算主控PID控制器的比例系数和积分时间参数并传送至主控PID控制器；

机组负荷实时测量装置，其用于实时测量机组负荷并传送至主控PID控制器；所述主控PID控制器内预设机组负荷阈值；

所述主控PID控制器用于将机组负荷实时测量值与预设机组负荷阈值作差，得到机组负荷偏差；再根据机组负荷偏差以及接收的比例系数和积分时间参数，动态调整机组控制阀门的开度大小，实现机组负荷的动态调节。

机组供热抽汽流量测量装置设置于机组的供热抽汽主管道上。

本发明的该基于供热抽汽量变化的AGC控制系统，在处理器内预设有比例系数与机组供热抽汽流量的函数关系式F1(X)以及动态积分时间参数计算模块预设有积分时间参数与机组供热抽汽流量的函数关系式F2(X)，再根据函数关系式F1(X)和F2(X)，动态计算主控PID控制器的比例系数和积分时间参数并传送至主控PID控制器，在主控PID控制器内根据机组负荷偏差以及接收的比例系数和积分时间参数，动态调整机组控制阀门的开度大小，最终实现了机组负荷的动态调节，这样克服了固定参数PID控制器引起的发电机组在AGC投入过程中个别工作区间控制性能不稳定，指标参数不满足电网调度需求的问题，保证机组在AGC投入全过程中控制指标满足电网需求。

本发明的该基于供热抽汽量变化的AGC控制系统，还适用于部分供热抽汽量变化较大不能投入AGC运行的机组，进行投入AGC运行，这样对于发电机组来讲可以获取电网的考核收益，以及对电网而言提升了电网调度的负荷自动调整空间，为电力系统稳定运行能够带来较好的经济和社会效益。

优选地，函数关系式F1(X)为分段函数。本发明利用分段函数计算主控PID控制器的比例系数不仅能够保证在不同供热抽汽量的工况下，机组AGC控制性能指标的稳定性，还能够提高机组AGC控制的效率及准确性。