[发明专利]一种火电机组AGC系统的前馈补偿设计方法

说明书

一种火电机组AGC系统的前馈补偿设计方法，涉及火电机组AGC系统控制策略领域，为了解决现有AGC性能优化方法难以同时提高AGC三个考核指标要求的问题。步骤一：判断机组是否投入AGC模式，若AGC未投入运行，传递给汽轮机调节器的功率信号P_T仍为机组的实际功率信号，并结束该方法；若AGC已投入运行，则执行步骤二，即对送往汽轮机调节器的功率信号进行前馈补偿设计优化；步骤二：根据AGC当前负荷P′和实际负荷P计算功率偏差ΔP₀：ΔP₀＝P′‑P；由机组额定负荷W计算常量ΔP₁、ΔP₂：ΔP₁＝W×K₁；ΔP₂＝W×K₂；步骤三：判断功率指令偏差ΔP₀与常量ΔP₁的大小关系，然后根据判断结果利用常量ΔP₂计算修正后的功率信号P_T，并将修正后的功率信号P_T传递给汽机调节器。本发明适用于火电机组AGC系统。

技术领域

本发明涉及火电机组AGC系统控制策略领域，尤其涉及一种火电机组AGC系统的前馈补偿设计方法。

背景技术

火电机组调频分为一次调频和二次调频，一次调频是指机组的调节系统参与调节作用，改变机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡。同时，还尽力减少电网频率的变化，一次调频是有差调频，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。二次调频也称为自动发电控制(简称AGC)，是电网调度依据发电功率与用电功率的偏差通过调度指令调节各机组的发电功率。AGC系统作为现代化电力系统运行控制的核心技术，负责调频机组的出力，以满足不断变化的电力需求，并使电力系统处于安全稳定的运行状态。但是，受地域、时间等因素限制较多的风能、太阳能等新能源大规模的建设使新能源在电力市场中的发电份额逐年提高，由此造成的波动性对电网稳定性产生了较大的影响。为平衡发电功率与用电功率，火电机组承担的变负荷的调峰任务也不断加重。同时，电力工业的迅速发展，大容量机组替代小容量机组不断增加，给AGC系统的调节性能带来了新的挑战。为了满足电网“两个细则”的要求，确保电力系统安全、稳定、经济运行，就必须保证机组对负荷指令跟踪的灵活性和准确性。

火电机组AGC系统优化控制策略研究一直是提升火电机组快调、深调性能的重点，主要包括智能算法在AGC系统中的应用、AGC机组协调控制系统建模与优化、机组与电网AGC的高效结合，这些研究是为了改善现有AGC控制方式，提升电能的传输质量，保证电网系统安全性。也有一些研究针对机组高调门进汽控制参数进行优化，来改善汽轮机的调节特性，从而提高机组AGC的调节速率、调节精度和响应时间。同时，也有很多学者提出了先进控制理论来研究火电协调控制系统的设计与性能的提升，但是由于在实际中的各种制约因素，这些优化策略并没有得到广泛应用。还有一些研究是在协调控制系统中前馈补偿逻辑中增加低通滤波器修正发电功率指令，也取得了一定的效果，但其本质仍是基于实际功率信号的前馈补偿逻辑。

现有机组协调控制系统，大多数机组都选择利用发电功率指令作为前馈信号，通过现有优化手段难以同时满足AGC调节速率、调节精度以及响应时间的综合要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有基于传统控制策略设计的AGC系统优化方法，难以同时满足AGC在调节速率、调节精度以及响应时间三方面的考核要求，从而提出了一种火电机组AGC系统的前馈补偿设计方法。

本发明所述的一种火电机组AGC系统的前馈补偿设计方法，包括以下步骤：

步骤一：判断机组是否投入AGC模式，若AGC未投入运行，传递给汽轮机调节器的功率信号P_T仍为机组的实际功率信号，并结束该方法；若AGC已投入运行，则执行步骤二，即对送往汽轮机调节器的功率信号进行前馈补偿优化设计；

步骤二：根据当前AGC指令P′和实际负荷指令P计算功率指令偏差ΔP₀：