[发明专利]一种火电机组一次调频控制器、控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种火电机组一次调频控制器、控制方法及系统，包括：下垂式频率响应控制器和模糊控制器；所述下垂式频率响应控制器投入于火电机组的协调控制侧，其输入为火电机组系统频差值，输出为火电机组协调控制侧有功调节指令；所述模糊控制器投入于火电机组的数字电液侧，其输入为火电机组系统频差值，输出为调节汽门的动作量；所述下垂式频率响应控制器和所述模糊控制器联合对火电机组进行频差响应控制。本发明可解决火电机组日常参与系统频率小扰动调整及频率大扰动后迅速响应问题，同时可解决火电机组DEH控制系统频繁调节造成的磨损问题。

技术领域

本发明属于火电机组一次调频控制技术领域，特别涉及一种火电机组一次调频控制器、控制方法及系统。

背景技术

大电网内发生的扰动故障会引起系统频率大幅波动以及系统频率时刻发生小幅扰动。现有的常规火电机组一般通过分别在协调控制(CCS)侧和数字电液(DEH)侧加装频率下垂控制实现机组一次调频功能；DEH侧收到频差信号后直接动作调节汽轮机汽门实现机组功率快速响应，CCS侧收到频差信号后发送功率调节指令到机组协调控制系统实现机组功率稳定调节，两侧相互配合实现火电机组一次调频有效动作。但由于DEH侧直接控制调节汽门，调节汽门调节时，极易造成调门磨损。特别是在数字电液(DEH)投入一次调频后，由于系统频率时刻在发生小幅扰动，DEH侧汽门参与系统小幅扰动频繁调节，经常造成调速汽阀出现磨损、卡涩及相对安装尺寸变化等。例如，以甘肃某厂火电2台60万机组为例，一次调频投入一年产生1000万的磨损维修费用；但火电机组DEH侧一次调频功能退出又会造成一次响应速度及动作量不足，产生考核。

综上，亟需一种新型的火电机组一次调频控制器及控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火电机组一次调频控制器、控制方法及系统，以解决火电机组日常参与系统频率小扰动调整及频率大扰动后迅速响应问题，同时解决火电机组DEH控制系统频繁调节造成的磨损问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种火电机组一次调频控制器，包括：下垂式频率响应控制器和模糊控制器；

所述下垂式频率响应控制器投入于火电机组的协调控制侧，其输入为火电机组系统频差值，输出为火电机组协调控制侧有功调节指令；

所述模糊控制器投入于火电机组的数字电液侧，其输入为火电机组系统频差值，输出为调节汽门的动作量；所述下垂式频率响应控制器和所述模糊控制器联合对火电机组进行频差响应控制。

本发明的进一步改进在于，还包括：数据采集系统和滤波系统，用于采集火电机组系统频差值并过滤后输出。

本发明的进一步改进在于，通过调整火电机组协调控制侧功率设定值，调节频差大于死区的频率偏差控制。

本发明的进一步改进在于，模糊控制器叠加在火电机组数字电液控制侧；

频差小于等于0.06Hz，频率变化速率小于等于0.05HZ/s时，调节汽门不发生动作；

频差大于0.06Hz，频率变化速率大于0.05HZ/s时，通过模糊控制器控制调节汽门发生动作。

本发明的进一步改进在于，火电有功出力大于等于50％额定功率时，火电机组协调控制侧参与频率调节；

频率调节下垂特性通过设定频率与有功功率折线函数实现，表达式为：

式中，f_d为一次调频死区；f_N为系统额定频率；P_N为额定功率；δ％为火电机组一次调频调差率；P₀为有功功率初值，P为机组有功指令。