一种提高agc负荷响应快速性的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动发电控制技术领域，特别是一种提高AGC负荷响应快速性的方法。
【背景技术】
[0002]自动发电控制(Automatic Generat1n Control)简称AGC，是电网能量管理系统(Energy Management System, EMS)的重要组成部分。它通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的负荷变化，从而维持电网频率的稳定，同时保证互联电力系统间按计划要求交换功率。AGC的投入一方面提高了电能的频率质量，另一方面也提高了电力系统的经济效益和电网管理水平。AGC可以简单地分为两大部分:决策控制层和指令执行层。决策控制层是AGC功能实现的核心部分，它的主要任务是根据区域控制偏差(Area Control Error, ACE)计算出各机组需要增减的有功出力，再与发电计划决定的基点功率相叠加，形成最终的机组AGC负荷指令。决策控制层地理上在电网调度中心的EMS系统实现。指令执行层包括各机组分散控制系统(Distributed Control System, DCS)的AGC指令接口和负荷控制系统，二者均由协调控制系统(Coordinat1n Control System,CCS)实现，图1中画出了 AGC控制过程中与专利有关的部分。机组DCS的RTU (Remote Terminal Unit)接收来自EMS的AGC负荷指令信号，随后传入负荷控制中心的AGC指令接口，通过一系列逻辑运算，形成最终机组负荷指令，并继续下传至锅炉、汽机主控以及就地设备，完成AGC指令的执行。
[0003]在目前“两个细则”考核下的机组AGC性能评价体系中，响应时间是一项重要的考核指标。响应时间是指EMS系统发出指令之后，机组出力在原出力点的基础上，可靠地跨出与调节方向一致的调节死区所用的时间。降低响应时间是提高机组AGC性能的一项重要课题。
[0004]现在普遍使用的机组AGC接口逻辑，先计算AGC负荷指令信号与机组实发功率信号的差值，再经过负荷调节量限幅、负荷调节速率设定等一系列逻辑计算，最终形成一个“斜坡形”的负荷指令，传至机组CCS负荷设定，由CCS闭环控制调节机组负荷。在这样的控制过程中，锅炉反映出很大的惯性，从燃料量改变到主蒸汽参数的改变的过程，需要较长的时间。而汽轮机的调节响应是迅速的，气阀的开闭可以快速地反应在负荷上。可以看出，锅炉的控制特性是降低机组AGC指令响应时间的最大桎梏。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种提高AGC负荷响应快速性的方法。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007]—种提高AGC负荷响应快速性的方法，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS及DHl部分，机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中，CCS中设计有AGC指令接口，通过计算负荷指令信号与机组实发功率的差值，并比较计算高低限幅、调节速率，最终形成机组实际负荷指令，并下发至下级子控制系统中，
[0008]该方法使用的AGC系统还进一步包括:在原有CCS系统中增加快速响应模块，快速响应模块通过RTU接收EMS发出的AGC负荷指令信号，快速响应模块通过CCS的机组实发负荷测点，采集发电机组实发负荷和机组实际负荷指令，
[0009]在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机DEH发出总阀位指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区，总阀位指令的计算公式如下:
[0010]总阀位指令=(AGC负荷指令-机组实际负荷)X β % +实际负荷指令
[0011]其中，总阀位指令、AGC负荷指令、机组实际负荷和实际负荷指令均为4?20mA电流信号，四个信号所代表的物理量单位均为MW，
[0012]其中，β为调整限幅值，取值范围在0.1-0.6之间。
[0013]而且，所述使汽轮机阀位稍作动作，具体是指，当AGC负荷指令与机组实际负荷发生变化时，只以变化量的5%，S卩β %= 0.5%作为对总阀位指令的调节。
[0014]本发明的优点和积极效果是:
[0015]1、当AGC指令产生上升沿或下降沿时，立即变化总阀位指令，快速响应负荷变化需求。AGC调节的全过程将在此基础上继续进行，在完成总调节任务的基础上，提高了机组对AGC指令的响应速度，降低了调解过程中的负荷偏差。
[0016]2、阀位调整设有上限，提高机组安全性，不造成机组参数的大波动。
【附图说明】
[0017]图1是一般AGC调节过程示意图。
[0018]图2是本发明提高AGC负荷响应快速性方法的系统连接示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。
[0020]一种提高AGC负荷响应快速性的方法，如图1所示，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS等部分，图中画出了与发明相关的控制环节。某机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中。CCS中设计有AGC指令接口，通过计算负荷指令信号与机组实发功率的差值，并比较计算高低限幅、调节速率，最终形成机组实际负荷指令，并下发至下级子控制系统中。
[0021]本发明的创新点是，在上述控制方法步骤基础上，如图2所示，还包括步骤如下:
[0022]在原有CCS系统中增加快速响应模块，快速响应模块通过RTU接收EMS发出的AGC负荷指令信号，快速响应模块通过CCS的机组实发负荷测点，采集发电机组实发负荷和机组实际负荷指令，
[0023]在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机数字电液控制系统(Digital Electric Hydraulic Control System, DEH)发出指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区，从而达到降低响应时间的效果，
[0024]快速响应模块实际为两个叠加环节和一个比例环节的集成，先通过一个叠加环节计算AGC负荷指令和机组实际符合的差值，差值在通过一个比例环节之后，再通过一个叠加环节与CCS发出的实际负荷指令叠加。
[0025]快速响应模块的计算过程可总结为如下公式:
[0026]总阀位指令=(AGC负荷指令-机组实际负荷)X 0.5% +实际负荷指令
[0027]其中，总阀位指令、AGC负荷指令、机组实际负荷和实际负荷指令均为4?20mA电流信号，应设置同样的量程。四个信号所代表的物理量单位均为MW。
[0028]本发明充分利用锅炉的蓄热。在汽轮机调节汽门迅速开闭时，汽压的突然变化，相应改变了汽包压力和饱和温度。汽包的蓄热使得这个改变不会超过参数偏差的允许值，从而保证了主汽参数的稳定性，一方面确保了整个调节过程的安全，一方面使调节完成的总体时间符合要求。
【主权项】
1.一种提高AGC负荷响应快速性的方法，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS及DEH部分，机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中，CCS中设计有AGC指令接口，通过计算负荷指令信号与机组实发功率的差值，并比较计算高低限幅、调节速率，最终形成机组实际负荷指令，并下发至下级子控制系统中， 其特征在于:该方法使用的AGC系统还进一步包括:在原有CCS系统中增加快速响应模块，快速响应模块通过RTU接收EMS发出的AGC负荷指令信号，快速响应模块通过CCS的机组实发负荷测点，采集发电机组实发负荷和机组实际负荷指令， 在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机DHl发出总阀位指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区，总阀位指令的计算公式如下: 总阀位指令=(AGC负荷指令-机组实际负荷)X β % +实际负荷指令其中，总阀位指令、AGC负荷指令、机组实际负荷和实际负荷指令均为4?20mA电流信号，四个信号所代表的物理量单位均为漏， 其中，β为调整限幅值，取值范围在0.1-0.6之间。2.根据权利要求1所述的提高AGC负荷响应快速性的方法，其特征在于:所述使汽轮机阀位稍作动作，具体是指，当AGC负荷指令与机组实际负荷发生变化时，只以变化量的5%，即β % = 0.5%作为对总阀位指令的调节。
【专利摘要】本发明涉及一种提高AGC负荷响应快速性的方法，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS及DEH部分，机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中，CCS最终形成机组实际负荷指令并下发，该方法使用的AGC系统进一步包括：在原有CCS系统中增加快速响应模块，在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机DEH发出总阀位指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区。本发明当AGC指令产生上升沿或下降沿时，立即变化总阀位指令，快速响应负荷变化需求，提高了机组对AGC指令的响应速度，降低了调解过程中的负荷偏差。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN105022299
【申请号】CN201510429114
【发明人】张应田, 李浩然, 倪玮晨, 王建军, 秦俊海
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月21日