单元机组一次调频优先调节方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了单元机组一次调频优先调节方法及系统，包括：负荷指令增加时，若一次调频动作是正向调节，则负荷指令不闭锁,输出实时负荷指令；若一次调频动作是负向调节，则负荷指令闭锁，保持当前负荷指令；负荷指令减少时，若一次调频动作是负向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令；若一次调频动作是正向调节，负荷指令闭锁，保持当前负荷指令。本发明有益效果：在网频波动时，优先进行一次调频调节，稳定一次调频的动作幅值，避免由于机组负荷指令与一次调频的不同向而对一次调频实际动作幅值产生的衰减，以减少稳定电网频率的时间，维护电网的稳定安全运行。
【专利说明】单元机组一次调频优先调节方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及单元机组调频领域，尤其涉及一种单元机组一次调频优先调节方法及系统。
【背景技术】
[0002]单元机组一次调频是通过直接采集电网频率偏差或发电机转速偏差计算得出，一次调频动作是由频率变化(超过死区)引起的，而二次调频是从调度中心发出指令，二次调频动作是由ACE (区域控制偏差)变化引起的，其工作方式是功率闭环。在协调控制的火力发电机组中，一次调频响应时间在3秒以内，由于受能量转换过程的时间限制，频率二次调节对系统负荷变化的响应比一次调节慢得多，它的响应时间一般需要I?2分钟。
[0003]由于一次调频和二次调频的这种特性差异，会引起一次调频、二次调频反向调节的矛盾现象，正常情况下小的频率波动一般对电网影响的不大，但是由于现在是大电网互联，一旦联络线跳闸或其他直流线路闭锁，此时一次调频对电网频率的稳定起到重要的作用，当一次调频指令增加(减少)负荷时，机组负荷指令却是以一定的负荷变化率减少(增加)，此时的负荷指令与一次调频反向，对实际的一次调频动作幅度影响很大。一次调频与二次调频都是用来调频的，只不过一次调频动作快，二次调频对电网的反应比一次调频慢的多，机组负荷指令是由调度中心发出的二次调频指令经过一定的速率产生的。目前的控制方案不考虑一次调频的优先调节，同时由于二次调频的滞后性，会导致一次调频与二次调频的不同向调节，假如目前机组负荷的指令是增加的，此刻网频突然高，这时一次调频马上动作产生一个减少机组负荷的指令，但由于二次调频反应慢，此时由二次调频产生的机组负荷指令仍然是增加的，这样就会造成一次调频在实际动作的时候会被二次调频衰减，反之亦然。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了 一种单元机组一次调频优先调节方法及系统，在一次调频动作方向与负荷指令调节相反时，可以闭锁机组负荷指令动作，优先进行一次调频调节，避免由于机组负荷指令与一次调频的不同向而对一次调频实际动作幅值产生的衰减。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种单元机组一次调频优先调节的方法，包括:
[0007](I)负荷指令增加时，若一次调频动作是正向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节；若一次调频动作是负向调节，则负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0008](2)负荷指令减少时，若一次调频动作是负向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节；若一次调频动作是正向调节，负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。[0009]所述步骤(I)的具体控制过程为:
[0010]当前负荷指令与经过一阶惯性环节处理后的负荷指令作差后，若差值大于零，则差值经过高限模块输出逻辑真信号，此时:
[0011]若一次调频动作正向调节，调频指令经过低限模块输出逻辑假信号，上述经高限模块输出的逻辑真信号与经低限模块输出的逻辑假信号经过逻辑与处理后输出逻辑假信号，则控制负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节。
[0012]若一次调频动作负向调节，调频指令经过低限模块输出逻辑真信号，上述经高限模块输出的逻辑真信号与经低限模块输出的逻辑真信号经过逻辑与处理后输出逻辑真信号，则控制负荷指令闭锁，输出保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0013]所述步骤(2)的具体控制过程为:
[0014]当前负荷指令与经过一阶惯性环节处理后的负荷指令作差后，若差值小于零，则差值经过低限模块输出逻辑真信号，此时:
[0015]若一次调频动作正向调节，调频指令经过高限模块输出逻辑真信号，上述经低限模块输出的逻辑真信号与经高限模块输出的逻辑真信号经过逻辑与处理后输出逻辑真信号，则控制负荷指令闭锁，输出保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0016]若一次调频动作负向调节，调频指令经过高限模块输出逻辑假信号，上述经低限模块输出的逻辑真信号与经高限模块输出的逻辑假信号经过逻辑与处理后输出逻辑假信号，则控制负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节。
[0017]一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，包括:
[0018]负荷指令接收模块、一阶惯性环节模块、减法器模块依次串联连接，减法器模块的输出端分别与高限模块一和低限模块一连接；电网频率采集模块与频率指令函数模块串联后，其输出端分别与高限模块二和低限模块二连接。
[0019]所述高限模块一和高限模块二的输出端分别接入逻辑与模块一的输入端，所述低限模块一和低限模块二的输出端分别接入逻辑与模块二的输入端，所述逻辑与模块一和逻辑与模块二的输出端分别接入逻辑或模块的输入端，逻辑或模块的输出端与逻辑切换模块、负荷指令输出模块依次串联连接。
[0020]所述负荷指令接收模块用于接收电网调度指令或者单元机组的负荷调节指令。
[0021]所述高限模块一或者高限模块二的高限值为大于零的数值，用于将模拟量转化为开关量；所述低限模块一或者低限模块二的低限值为小于零的数值，用于将模拟量转化为
开关量。
[0022]所述频率指令函数模块用于在频率超过一定的死区后，产生一个与频率对应的调节负荷量。
[0023]所述逻辑与模块一或者逻辑与模块二在负荷指令方向一次调频动作方向相反时，输出为真；否则，输出为假。
[0024]当逻辑或模块输出为真时，逻辑切换模块控制负荷指令闭锁，保持当前负荷指令；当逻辑或模块输出信号为假时，逻辑切换模块控制负荷指令不闭锁，以一定的速率跟踪当前负荷指令。[0025]本发明的有益效果是:在网频波动时，优先进行一次调频调节，稳定一次调频的动作幅值，避免由于机组负荷指令与一次调频的不同向而对一次调频实际动作幅值产生的衰减，以减少稳定电网频率的时间，维护电网的稳定安全运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明单元机组一次调频优先调节方法的流程图；
[0027]图2为本发明单元机组一次调频优先调节系统结构示意图；
[0028]图3为本发明单元机组一次调频优先调节系统原理图。
[0029]其中，1.负荷指令接收模块，2.—阶惯性环节模块，3.减法器模块，4.高限模块一，5.低限模块一，6.电网频率采集模块，7.频率指令函数模块，8.低限模块二，9.高限模块二，10.逻辑与模块一，11.逻辑与模块二，12.逻辑或模块，13.逻辑切换模块，14.负荷指令输出模块。
【具体实施方式】:
[0030]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明:
[0031]如图1所示，一种单元机组一次调频优先调节的方法，包括:
[0032](I)负荷指令增加时，若一次调频动作是正向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令；若一次调频动作是负向调节，则负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0033](2)负荷指令减少时，若一次调频动作是负向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令；若一次调频动作是正向调节，负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0034]如图2和图3所示，一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，包括:
[0035]负荷指令接收模块1、一阶惯性环节模块2、减法器模块3依次串联连接，减法器模块3的输出端分别与高限模块一 4和低限模块一 5连接。
[0036]电网频率采集模块6与频率指令函数模块7串联后，其输出端分别与高限模块二9和低限模块二 8连接。
[0037]所述高限模块一 4和高限模块二 9的输出端分别接入逻辑与模块一 10的输入端，所述低限模块一 5和低限模块二 8的输出端分别接入逻辑与模块二 11的输入端，所述逻辑与模块一 10和逻辑与模块二 11的输出端分别接入逻辑或模块12的输入端，逻辑或模块12的输出端与逻辑切换模块13、负荷指令输出模块14依次串联连接。
[0038]此系统基于分散控制系统设计，其DCS版本为:0VAT10N3.04，模拟量采集卡件为:大卡1C31224G01，小卡1C31227G01 ;模拟量输出卡件为:大卡1C31129G03,小卡1C31132G01，运算器型号:DPU5X00247G01。
[0039]负荷指令接收模块I接收的是电网调度指令或者单元机组的负荷指令，采用的模拟量输入卡件，用来调节单元机组的负荷；一阶惯性环节模块2是一阶惯性环节是用来保持电网指令的一定滞后性，它和减法器模块3配合起来使用，可以产生一定的微分特性；高限模块一 4或者高限模块二 9，其高限值是一个大于零的数，主要作用是把模拟量转化一个开关量:输入值和这个高限值比较，输入值大于高限值则输出为逻辑真，反之输出为逻辑假；低限模块一 5或者低限模块二 8，其低限值是一个小于零的数，主要作用是把模拟量转化一个开关量:输入值和这个低限值比较，输入值小于低限值则输出为逻辑真，反之输出为逻辑假。电网频率采集模块6采集电网频率，采用模拟量输入卡件，作用是实时监测电网频率；频率指令函数模块7，作用是当频率超过一定的死区后，产生一个频率对应的调节负荷量；逻辑与模块一 10或者逻辑与模块二 11，作用是当负荷指令方向且一次调频动作方向相反时，输出为逻辑真；逻辑或模块12，作用是当逻辑与模块一 10或者逻辑与模块二 11任何一个为真时，输出为逻辑真；逻辑切换模块13，作用是当逻辑或模块12输出为逻辑真时，保持当前负荷指令，当逻辑或模块12输出信号消失时，则以一定的速率跟踪当前负荷指令，负荷指令输出模块14，采用模拟量输出卡件。
[0040]具体工作过程如下:
[0041](I)当负荷指令接收模块I负荷指令增加时，通过一阶惯性环节模块2、减法器模块3运算，输出一个大于零的数值，然后通过高限模块一 4输出一个逻辑真信号，低限模块
一5必定输出一个逻辑假信号，此时若一次调频动作是正向调节时，低限模块二 8输出一个逻辑假信号，在高限模块一 4和低限模块二 8作用下逻辑与模块一 10输出逻辑假信号，逻辑或模块12输出逻辑假信号，逻辑切换模块13负荷指令不闭锁，负荷指令输出模块14输出实时负荷指令；若此时一次调频动作是负向调节时，低限模块二 8输出一个逻辑真信号，在高限模块一 4和低限模块二 8作用下逻辑与模块一 10输出逻辑真信号，逻辑或模块12输出逻辑真信号，逻辑切换模块13负荷指令闭锁，负荷指令输出模块14保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0042](2)当负荷指令接收模块I负荷指令减少时，通过一阶惯性环节模块2、减法器模块3运算,输出一个小于零的数值，然后通过低限模块一 5输出一个真信号，高限模块一 4必定输出一个逻辑假信号，此时若一次调频动作是负向调节时，高限模块二 9输出一个假信号，在低限模块一 5和高限模块二 9作用下逻辑与模块二 11输出假信号，逻辑或模块12输出假信号，逻辑切换模块13负荷指令不闭锁，负荷指令输出模块14输出实时负荷指令；若此时一次调频动作是正向调节时，高限模块二 9输出一个真信号，在低限模块一 5和高限模块二 9作用下逻辑与模块二 11输出真信号，逻辑或模块12输出真信号，逻辑切换模块13负荷指令闭锁，负荷指令输出模块14保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
[0043]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种单元机组一次调频优先调节方法，其特征是，包括: (I)负荷指令增加时，若一次调频动作是正向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节；若一次调频动作是负向调节，则负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响； (2 )负荷指令减少时，若一次调频动作是负向调节，则负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节；若一次调频动作是正向调节，负荷指令闭锁，保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
2.如权利要求1所述的一种单元机组一次调频优先调节方法，其特征是，所述步骤(1)的具体控制过程为: 当前负荷指令与经过一阶惯性环节处理后的负荷指令作差后，若差值大于零，则差值经过高限模块输出逻辑真信号，此时: 若一次调频动作正向调节，调频指令经过低限模块输出逻辑假信号，上述经高限模块输出的逻辑真信号与经低限模块输出的逻辑假信号经过逻辑与处理后输出逻辑假信号，则控制负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节； 若一次调频动作负向调节，调频指令经过低限模块输出逻辑真信号，上述经高限模块输出的逻辑真信号与经低限模块输出的逻辑真信号经过逻辑与处理后输出逻辑真信号，则控制负荷指令闭锁，输出保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响。
3.如权利要求1所述的一种单元机组一次调频优先调节方法，其特征是，所述步骤(2)的具体控制过程为: 当前负荷指令与经过一阶惯性环节处理后的负荷指令作差后，若差值小于零，则差值经过低限模块输出逻辑真信号，此时: 若一次调频动作正向调节，调频指令经过高限模块输出逻辑真信号，上述经低限模块输出的逻辑真信号与经高限模块输出的逻辑真信号经过逻辑与处理后输出逻辑真信号，则控制负荷指令闭锁，输出保持当前负荷指令，一次调频按照理论动作量进行调节，负荷指令对其不产生影响； 若一次调频动作负向调节，调频指令经过高限模块输出逻辑假信号，上述经低限模块输出的逻辑真信号与经高限模块输出的逻辑假信号经过逻辑与处理后输出逻辑假信号，则控制负荷指令不闭锁，输出实时负荷指令，一次调频按实际动作量进行调节。
4.一种实现如权利要求1所述的单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，包括: 负荷指令接收模块、一阶惯性环节模块、减法器模块依次串联连接，减法器模块的输出端分别与高限模块一和低限模块一连接； 电网频率采集模块与频率指令函数模块串联后，其输出端分别与高限模块二和低限模块二连接； 所述高限模块一和高限模块二的输出端分别接入逻辑与模块一的输入端，所述低限模块一和低限模块二的输出端分别接入逻辑与模块二的输入端，所述逻辑与模块一和逻辑与模块二的输出端分别接入逻辑或模块的输入端，逻辑或模块的输出端与逻辑切换模块、负荷指令输出模块依次串联连接。
5.如权利要求4所述的一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，所述负荷指令接收模块用于接收电网调度指令或者单元机组的负荷调节指令。
6.如权利要求4所述的一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，所述高限模块一或者高限模块二的高限值为大于零的数值，用于将模拟量转化为开关量；所述低限模块一或者低限模块二的低限值为小于零的数值，用于将模拟量转化为开关量。
7.如权利要求4所述的一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，所述频率指令函数模块用于在频率超过一定的死区后，产生一个与频率对应的调节负荷量。
8.如权利要求4所述的一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，所述逻辑与模块一或者逻辑与模块二在负荷指令方向一次调频动作方向相反时，输出为真；否则，输出为假。
9.如权利要求4所述的一种实现单元机组一次调频优先调节方法的系统，其特征是，当逻辑或模块 输出为真时，逻辑切换模块控制负荷指令闭锁，保持当前负荷指令；当逻辑或模块输出信号为假时，逻辑切换模块控制负荷指令不闭锁，以一定的速率跟踪当前负荷指令。
【文档编号】G05B19/042GK103777556SQ201410049287
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】庞向坤, 孟祥荣, 韩英昆, 于庆斌, 高嵩, 李克雷, 林波 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院