[发明专利]一种火电机组一次调频功率响应性能预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种火电机组一次调频功率响应性能预测方法及系统，本发明火电机组一次调频功率响应性能预测方法包括建立一次调频功率响应性能预测模型，其中建立的一次调频功率响应性能预测模型包括电液调节系统模型、电液伺服机构模型、汽轮机模型、主汽压力模型四个子模型和调节级压力‑负荷动态转换模块；确定一次调频功率响应性能预测模型的参数；使用一次调频功率响应性能预测模型实时预测火电机组的一次调频性能。本发明能够精确预测火电机组一次调频功率响应性能，从而为一次调频主动在线测试系统选择最佳模拟扰动测试时机提供辅助决策。

技术领域

本发明属于火电机组一次调频领域，具体涉及一种火电机组一次调频功率响应性能预测方法及系统。

背景技术

当并网机组出力与用电负荷发生不平衡时，电网频率将偏离基准值，进而降低供电质量乃至引起高频切机/低频切负荷等电网事故。火电机组的一次调频功能根据电网频率偏差快速调整机组出力以匹配电网负荷，进而降低电网频率偏差，因此火电机组的一次调频对于支撑电网频率稳定具有重要意义。为了加强对常规发电机组(包括火电机组)一次调频的管理考核。《华中区域发电厂并网运行管理实施细则》明确要求“电力调度机构定期通过一次调频主动在线测试系统对并网机组进行模拟扰动测试，验证机组的大频差调频性能是否满足电网安全稳定运行要求”。然而现有一次调频主动在线测试系统采用随机测试的方式，无法判断机组是否存在一次调频性能薄弱点并针对薄弱点开展针对性测试。要实现针对一次调频性能薄弱点的精确模拟扰动测试，就需要能够提前预测火电机组一次调频功率响应性能，由于火电机组一次调频功率响应特性具有高维非线性的特点，故目前尚缺少实现火电机组一次调频功率响应性能精确预测的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种火电机组一次调频功率响应性能预测方法及系统，本发明能够精确预测火电机组一次调频功率响应性能，从而为一次调频主动在线测试系统选择最佳模拟扰动测试时机提供辅助决策。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种火电机组一次调频功率响应性能预测方法，包括：

1)建立一次调频功率响应性能预测模型；

2)确定一次调频功率响应性能预测模型的参数；

3)使用一次调频功率响应性能预测模型实时预测火电机组的一次调频性能。

可选地，步骤1)中建立的一次调频功率响应性能预测模型包括电液调节系统模型、电液伺服机构模型、汽轮机模型、主汽压力模型四个子模型和调节级压力-负荷动态转换模块，所述电液调节系统模型用于基于输入的功率设定值、功率反馈和一次调频功率变化量生成总阀位指令，所述调节级压力-负荷动态转换模块用于将总阀位指令乘以预设的调节级压力-负荷动态转换系数δ得到电液伺服机构阀位指令P_CV；所述电液伺服机构模型用于根据电液伺服机构阀位指令P_CV得到对应的电液伺服机构阀位反馈P_GV；所述汽轮机模型用于基于主汽压力p_T、电液伺服机构阀位反馈P_GV得到对应的机械功率P_M，且将机械功率P_M作为电液调节系统模型下一个周期的输入；所述主汽压力模型用于基于蒸汽流量Q计算得到主汽压力p_T。

可选地，所述电液调节系统模型为将功率设定值与功率反馈之差经PID控制器运算后生成PID控制器输出信号，再将PID控制器输出信号与输入的一次调频功率变化量与前馈系数之积相加形成总阀位指令。

可选地，所述电液伺服机构模型为一阶惯性环节，且一阶惯性环节的传递函数的函数表达式为：