[发明专利]联合循环机组的一次调频控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种联合循环机组的一次调频控制方法及装置，其中，该方法包括：接收并获取燃机运行信息和燃机负荷预定值，燃机运行信息包括：燃机转速信息、燃机运行模式信息和燃机负荷信息，燃机运行模式信息包括：转速控制模式和负荷控制模式；根据燃机运行模式信息和燃机负荷预定值对燃机转速信息和燃机负荷信息进行虚拟补偿处理，生成调频负荷分量和前馈调频流量分量；根据调频负荷分量、燃机负荷预定值和燃机负荷信息生成新的燃机负荷预定值；对新的燃机负荷预定值进行比例积分运算操作；根据比例积分运算操作后的燃机负荷值与前馈调频流量分量对联合循环机组进行一次调频处理。通过本发明，可以提高一次调频动作的精准性及快速性。

技术领域

本发明涉及发电领域，具体涉及一种联合循环机组的一次调频控制方法及装置。

背景技术

一次调频是电网重要的频率调整手段，随着燃气-蒸汽联合循环机组装机总量在电网中的占比逐渐增高，其一次调频动态特性作为网厂协调的一项重要内容，显著影响着系统的安全稳定运行。近年来，随着特高压电网的加快建设和清洁能源的大量接入，电网对燃气-蒸汽联合循环机组一次调频性能的要求不断提高。一方面，特高压电网的加快建设和新能源装机容量的持续增长，为确保电网在大规模间歇式能源接入后的安全稳定运行，对充当调峰调频主力的火电机组(燃煤燃气)的调频性能提出了更高的要求；另一方面，煤电节能减排升级改造又对电源侧机组提出了更严格的环保排放和节能指标，这在客观上对火电机组(及燃气联合循环机组)的调频性能造成了一定的负面影响。未来大规模新能源并网(主要是风电)以及特高压直流的投运(华北电网多条特高压直流会相继投运)，使电网可能遭受的功率冲击大规模升级，频率安全风险加剧。因此，燃气-蒸汽联合循环机组合理有效的一次调频控制系统是十分关键和必要的。

传统火力发电机组的一次调频功能已经相对比较完善，而燃气-蒸汽联合循环机组不同于传统火电，其汽轮机一般不具备调频能力，由燃机控制系统根据电网频率变化自动通过调节燃料指令和IGV(进口可转导叶，Inlet guide vanes)进气挡板开度，改变燃机功率以适应负荷变化。目前，大部分重型燃气轮机发电系统并不具备一次调频的功能，或者只具备最基本的一次调频的功能，这主要是由燃气轮机控制系统功能决定的。

图1是目前的燃气轮机一次调频控制原理图，如图1所示，燃气轮机一次调频将频差信号经调节器输出后，叠加在功率调节器入口指令处。

通过单一的一次调频频差函数折算出调频负荷，叠加在燃机的负荷指令上，来增加或减少燃机出力。调频负荷指令即送到PI(比例积分，proportional plus integral)控制器，不是直接作用到燃料指令上，需要经过PI控制器的调节，一次调频的响应速度相对来说还是过慢。此控制方法在速度以及灵活性上均难以满足我国电网运行考核标准。

目前，调频控制回路中的调频(频差-负荷)特性曲线对于全程负荷段为一固定斜率，即根据将不等率设置为固定值的调频参数对调频函数进行设置，根据实际运行经验及常规试验可知，机组的调频特性在不同负荷段及不同转差下有较大差异。因此，现有的调频回路虽然使机组具备了基本的一次调频功能，但并不能确保全负荷段尤其是小频差下的一次调频性能，另外，单一的外环(闭环)调频负荷增量并不能满足电网对机组一次调频快速性的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种联合循环机组的一次调频控制方法及装置，以解决上述提及的至少一个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种联合循环机组的一次调频控制方法，所述方法包括：接收并获取燃机运行信息和燃机负荷预定值，所述燃机运行信息包括：燃机转速信息、燃机运行模式信息和燃机负荷信息，所述燃机运行模式信息包括：转速控制模式和负荷控制模式；根据所述燃机运行模式信息和所述燃机负荷预定值对所述燃机转速信息和燃机负荷信息进行虚拟补偿处理，生成调频负荷分量和前馈调频流量分量；根据所述调频负荷分量、所述燃机负荷预定值和所述燃机负荷信息生成新的燃机负荷预定值；对所述新的燃机负荷预定值进行比例积分运算操作；根据比例积分运算操作后的燃机负荷值与所述前馈调频流量分量对所述联合循环机组进行一次调频处理。