[发明专利]一种提高火电机组一次调频性能指标的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种提高火电机组一次调频性能指标的控制系统及方法，包括汽机转速或电网频率信号采集装置F1，汽机转速或电网频率信号采集装置F1将采集的信号经信号处理系统后送至一次调频优化控制系统；同时，增加的高精度电网频率同源采集装置将采集的电网频率同源信号(与PMU同源)送至一次调频优化控制系统，一次调频优化控制系统将处理后得到的一次调频负荷指令送至汽机主控系统，汽机主控系统的输出送至汽机控制系统，同时汽机控制系统还接收一次调频优化控制系统输出的一次调频调门指令，共同控制汽机调门动作。本发明保证一次调频动作的精度，采用快速响应、提高一次调频贡献电量，减小了汽机调门动作频度，提高了机组一次调频性能指标。

技术领域

本发明涉及火电站自动控制技术领域，具体涉及一种提高火电机组一次调频性能指标的控制系统及方法。

背景技术

随着风电、水电、光伏发电等新能源装机容量的不断增加，新能源发电占比不断增加，电力系统的转动惯量不断下降，各类突发功率扰动引起的电网频率波动较为频繁，对火电机组的一次调频控制性能提出了更高的要求。

火电机组作为电力系统中调频的主力，其一次调频控制策略通常采用频率或转速偏差经过不等率函数后，直接作用至汽机调阀；同时将一次调频负荷指令叠加至机组负荷指令，形成最终汽机主控设定值，对机组功率进行闭环控制，以防止汽机主控对一次调频功率进行反调，实现一次调频精准控制。

由于机组一次调频动作时，DEH侧汽机调门指令立即响应，即汽机调门迅速开大或者关小，此过程必然引起机组主汽压力的变化，汽机主控设定值回路一般包含有主汽压力偏差修正回路，对一次调频作用产生不利因素，导致一次调频性能指标下降。

火电机组一次调频控制回路中，许多机组采用DEH系统采集的汽轮机转速信号取代电网频率信号参与机组一次调频。由于汽轮机转速信号测量精度较低、测量误差较大、与电网频率非同源，致使机组一次调频指标很难满足电网要求。

同时，一次调频控制仅仅依据相关规程在控制逻辑中设置为简单的频差-调频负荷的静态函数，未充分考虑机组实际运行过程中的动态特性；同时，机组长时间运行及大修过程对汽机调门进行安装调整，均会造成汽机调门实际流量特性曲线与DEH设定流量曲线相偏离，使机组一次调频指标不佳，甚至某一负荷区间存在功率振荡问题。

此外，随着电网频率的快速变化，机组功率也将出现大幅度的快速波动，不利于电网的稳定；同时造成汽机调门磨损增加，严重时甚至会造成设备损坏,影响机组的安全运行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述问题而提供一种提高火电机组一次调频性能的控制系统及方法，通过动态预测控制技术，保证一次调频动作的精度，采用快速响应、缓慢回归思路，提高一次调频贡献电量，减小了汽机调门动作频度，提高了机组一次调频性能指标。

一种提高火电机组一次调频性能的控制系统及方法，包括汽机转速或电网频率信号采集装置F1，汽机转速或电网频率信号采集装置F1将采集的信号经信号处理系统2后送至一次调频优化控制系统3；同时，增加的高精度电网频率同源采集装置6将采集的电网频率同源信号(与PMU同源)送至一次调频优化控制系统3，一次调频优化控制系统3将处理后得到的一次调频负荷指令送至汽机主控系统4，汽机主控系统4的输出送至汽机控制系统5，同时汽机控制系统5还接收一次调频优化控制系统3输出的一次调频调门指令，共同控制汽机调门动作。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：