基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法与流程

[0001]
本发明涉及一种火力发电机组一次调频技术领域，是一种基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法。


背景技术：

[0002]
目前国内火电机组一次调频测点普遍设计为取自汽轮机deh系统转速与额定转速做差来计算，而deh的转速精度为1rpm，在电网周波为微小频差波动且频繁情况下，由于精度原因使得电网频率已经越线而转速未能响应，导致结果为一次调频没有动作。即使有时动作响应但调频贡献量也不能满足要求。电网对每一次的动作情况都有明确的规定和要求，如果不能达到电网要求，将会进行考核，而电网频率的波动随时都在发生，如果一次调频响应速度慢，调节品质差，电网公司将会对电厂进行高额的考核。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供了一种基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有火力发电机组一次调频存在微小频差波动时不易识别，造成一次调频不动作的问题。
[0004]
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法，包括获得传统汽轮机转速信号组和高精度智能变送器装置组采集的发电机主变高压侧频率信号组，其中发电机主变高压侧频率信号组包括deh侧一次调频窄频信号组、deh侧一次调频宽频信号组、ccs侧一次调频窄频信号组和ccs侧一次调频宽频信号组；在传统汽轮机转速信号组和deh侧一次调频窄频信号组中选择最优信号，将其转化为转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得deh侧一次调频频率修正量，并叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门；对ccs侧一次调频窄频信号组中所有ccs侧一次调频窄频信号的取均值，并获得对应的转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上。
[0005]
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：上述获得deh侧一次调频频率修正量，并叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门，具体包括：由第一均值输出模块对deh侧一次调频窄频信号组中所有deh侧一次调频窄频信号取均值，并通过超前滞后输出模块进行速率限制后转化为第一转速信号；由第二均值输出模块对传统汽轮机转速信号组中传统汽轮机转速信号取均值，获得第二转速信号；由第一条件判断输出模块对第一转速信号和第二转速信号进行判断，输出选定的转速信号；
由第一加权求和模块对转速信号与机组装机额定转速做差，输出转速差；通过第一分段函数将转速差转化为对应的调频负荷修正量；获得压力修正系数，并由第一乘法器对调频负荷修正量和压力修正系数做乘法，获得deh侧一次调频频率修正量；将deh侧一次调频频率修正量叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门。
[0006]
上述获得压力修正系数，具体包括：设定模拟量和主蒸汽压力值，由除法器对模拟量和主蒸汽压力值做除法，获得压力修正系数；通过第三系数放大模块对压力修正系数进行上下限的限制，输出调整后的压力修正系数。
[0007]
上述由第一条件判断输出模块对第一转速信号和第二转速信号进行判断，具体包括：获得高精度智能变送器装置组是否投入的信号和deh侧系统综合故障信号；经非门对deh侧系统综合故障信号做非运算，并由逻辑与运算模块对非运算结果和高精度智能变送器装置组是否投入的信号做与运算，输出运算值；将逻辑与运算模块的运算值作为判断条件，确定第一条件判断输出模块的输出量，若运算值为1，则输出第一转速信号，若运算值为0，则输出第二转速信号。
[0008]
上述获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上的具体过程，具体包括：由第三均值输出模块对ccs侧一次调频窄频信号组中所有ccs侧一次调频窄频信号取均值；将取均值后输出的ccs侧一次调频窄频信号转换为转速信号；由第二加权求和模块对转速信号与机组装机额定转速做差，输出转速差；通过第二分段函数将转速差转化为对应的调频负荷修正量；获得主蒸汽压力设定值对应的压力修正系数，由第二乘法器对调频负荷修正量和压力修正系数做乘法，获得一次调频频率修正量；由速率限制模块对调频负荷修正量进行限制，获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上。
[0009]
上述还包括机组启动后一次调频是否投入判断，具体包括：设置第六模拟信号发射器和第八条件判断输出模块；将第六模拟信号发射器输出的常量0和ccs侧一次调频频率修正量均输入至第八条件判断输出模块；将一次调频是否投入的信号作为判断条件，若一次调频投入，则输出ccs侧一一次调频频率修正量叠加到ccs侧汽机主控指令上，若一次调频未投入，则输出常量0至ccs侧汽机主控指令上，不进行一次调频。
[0010]
本发明中设置有高精度智能变送器装置组，能将信号分别引入deh系统和ccs系统，使得在deh系统中通过传统汽轮机转速信号组和deh侧一次调频窄频信号组之间的判断，选择最优信号作为一次调频计算依据，从而有效实现冗余配置，使的电网周波起始阶段刚一超过频率死区机组deh系统就可以识别到，并快速响应开始一次调频动作，以最快的速
度和最大的响应能力达到电网要求，故提高了火电机组一次调频响应的精度和速度，满足电网对火电机组一次调频响应的要求。
附图说明
[0011]
附图1为本发明实施例1的流程图。
[0012]
附图2为本发明实施例2中deh侧一次调频的流程图。
[0013]
附图3为本发明实施例3中ccs侧一次调频的流程图。
[0014]
附图中的编码分别为：1为第一均值输出模块，2为超前滞后输出模块，3为第二均值输出模块，4为第一条件判断输出模块，5为第一加权求和模块，6为第一分段函数，7为第一乘法器，8为第二条件判断输出模块，9为第一高低限输出模块，10为第一系数放大模块，11为第三条件判断输出模块，12为第一模拟信号发射器，13为第二模拟信号发射器，14为第二系数放大模块，15为除法器，16为第三系数放大模块，17为第三模拟信号发射器，18为第四条件判断输出模块，19为第四模拟信号发射器，20为非门，21为逻辑与运算模块，22为第三均值输出模块，23为第二加权求和模块，24为第二分段函数，25为第二乘法器，26为速率限制模块，27为第五条件判断输出模，28为第二高低限输出模块，29为第四系数放大模块，30为第五模拟信号发射器，31为第三分段函数，32为第六条件判断输出模块，33为第四分段函数，34为第七条件判断输出模块，35为第六模拟信号发射器，36为第八条件判断输出模块。
具体实施方式
[0015]
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0016]
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：实施例1：如附图1所示，该基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法，包括s11，获得传统汽轮机转速信号组和高精度智能变送器装置组采集的发电机主变高压侧频率信号组，其中发电机主变高压侧频率信号组包括deh侧一次调频窄频信号组、deh侧一次调频宽频信号组、ccs侧一次调频窄频信号组和ccs侧一次调频宽频信号组；s12，在传统汽轮机转速信号组和deh侧一次调频窄频信号组中选择最优信号，将其转化为转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得deh侧一次调频频率修正量，并叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门；s13，对ccs侧一次调频窄频信号组中所有ccs侧一次调频窄频信号的取均值，并获得对应的转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上。
[0017]
本发明中设置有高精度智能变送器装置组，高精度智能变送器装置组中包括多个高精度智能变送器装置，该装置是一种基于直采系统电压并经全周快速傅立叶转换电网频率装置，能将信号分别引入deh系统和ccs系统，使得在deh系统中通过传统汽轮机转速信号组和deh侧一次调频窄频信号组之间的判断，选择最优信号作为一次调频计算依据，从而有效实现冗余配置，使的电网周波起始阶段刚一超过频率死区机组deh系统就可以识别到，并快速响应开始一次调频动作，以最快的速度和最大的响应能力达到电网要求，故提高了火
电机组一次调频响应的精度和速度，满足电网对火电机组一次调频响应的要求。
[0018]
上述技术方案中高精度智能变送器装置组可包括三个高精度智能变送器装置，高精度智能变送器装置组采集的发电机主变高压侧频率信号组中可包括三路deh侧一次调频窄频信号和三路ccs侧一次调频窄频信号，传统汽轮机转速信号组也可包括三路传统转速。
[0019]
实施例2：如附图2所示，本实施例也公开了基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法，针对于实施例1，本实施例进一步公开了获得deh侧一次调频频率修正量，并叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门的具体过程，具体包括：s21，由第一均值输出模块1对deh侧一次调频窄频信号组中所有deh侧一次调频窄频信号取均值，并通过超前滞后输出模块2进行速率限制后转化为第一转速信号；s22，由第二均值输出模块3对传统汽轮机转速信号组中传统汽轮机转速信号取均值，获得第二转速信号；s23，由第一条件判断输出模块4对第一转速信号和第二转速信号进行判断，输出选定的转速信号；s24，由第一加权求和模块5对转速信号与机组装机额定转速做差，输出转速差；s25，通过第一分段函数6将转速差转化为对应的调频负荷修正量；s26，获得压力修正系数，并由第一乘法器7对调频负荷修正量和压力修正系数做乘法，获得deh侧一次调频频率修正量；s27，将deh侧一次调频频率修正量叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门。
[0020]
上述技术方案步骤s21可具体包括：1、由第一均值输出模块1对deh侧一次调频窄频信号组中所有deh侧一次调频窄频信号取均值；取均值后可将其与deh侧一次调频宽频信号输入至第二条件判断输出模块8，将取均值后的deh侧一次调频窄频信号输出至第一高低限输出模块9，第一高低限输出模块9的输出信号作为判断条件，若deh侧一次调频窄频信号在第二高低限输出模块的阈值范围内，则输出deh侧一次调频宽频信号，反之输出deh侧一次调频窄频信号；2、将取均值后的deh侧一次调频窄频信号有超前滞后输出模块2进行速率限制；3、由第一系数放大模块10将超前滞后输出模块2输出的频率信号乘以系数60转换成第一转速信号。
[0021]
上述技术方案步骤s23和步骤s24之间可引入一次调频实验组块，即设置第三条件判断输出模块11和第一模拟信号发射器12，将第一模拟信号发射器12生成的模拟信号和步骤s23选定的转速信号输入至第三条件判断输出模块11，将实验信号作为判断条件，若有实验信号，则输出模拟信号至步骤s24，进行一次调频实验，若没有实验信号，则输出步骤s23选定的转速信号至步骤s24，进行实际一次调频。
[0022]
上述技术方案步骤s24中机组装机额定转速可由第二模拟信号发射器13设定，可为3000转。
[0023]
上述技术方案步骤s25中通过第一分段函数6将转速差转化为对应的调频负荷修正量后，调频负荷修正量还可由第二系数放大模块14进行放大，其系数设定范围为-10至10，通常为1。
[0024]
可根据实际需要，对实施例2基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法作进一步优化或/和改进：
如附图2所示，所述s26中获得压力修正系数，具体包括：s261，设定模拟量和主蒸汽压力值，由除法器15对模拟量和主蒸汽压力值做除法，获得压力修正系数；s262，通过第三系数放大模块16对压力修正系数进行上下限的限制，输出调整后的压力修正系数（上限可为2.0，下限可为0.9）。
[0025]
上述技术方案步骤s261中，模拟量可由第三模拟信号发射器17生成，具体可设定为24.2。主蒸汽压力值设定的范围可为1至100。
[0026]
上述技术方案步骤s262中，第三系数放大模块16输出调整后的压力修正系数，该压力修正系数还可经过第四条件判断输出模块18进行条件判断，即将该压力修正系数和第四模拟信号发射器19生成的模拟量“1”输入至第四条件判断输出模块18，高精度智能变送器装置组是否投入的信号为判断条件，若高精度智能变送器装置组投入，则输出压力修正系数，反之输出模拟量“1”。
[0027]
如附图2所示，所述步骤s23中由第一条件判断输出模块4对第一转速信号和第二转速信号进行判断，具体包括：s231，获得高精度智能变送器装置组是否投入的信号和deh侧系统综合故障信号；s232，经非门20对deh侧系统综合故障信号做非运算，并由逻辑与运算模块21对非运算结果和高精度智能变送器装置组是否投入的信号做与运算，输出运算值；s233，将逻辑与运算模块21的运算值作为判断条件，确定第一条件判断输出模块4的输出量，若运算值为1，则输出第一转速信号，若运算值为0，则输出第二转速信号。
[0028]
上述高精度智能变送器装置组是否投入的信号为“0”或“1”，deh侧系统综合故障信号为“0”或“1”。
[0029]
实施例3：如附图3所示，本实施例也公开了基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法，针对于实施例1，本实施例进一步公开了获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上的具体过程，具体包括：s31，由第三均值输出模块22对ccs侧一次调频窄频信号组中所有ccs侧一次调频窄频信号取均值；s32，将取均值后输出的ccs侧一次调频窄频信号转换为转速信号；s33，由第二加权求和模块23对转速信号与机组装机额定转速做差，输出转速差；s34，通过第二分段函数24将转速差转化为对应的调频负荷修正量；s35，获得主蒸汽压力设定值对应的压力修正系数，由第二乘法器25对调频负荷修正量和压力修正系数做乘法，获得一次调频频率修正量；s36，由速率限制模块26对调频负荷修正量进行限制，获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上。
[0030]
上述技术方案步骤s31获得取均值后的ccs侧一次调频窄频信号，还可引入第五条件判断输出模块27，将其与ccs侧一次调频宽频信号进行比较判断，过程如下：由第三均值输出模块22对ccs侧一次调频窄频信号组中所有ccs侧一次调频窄频信号取均值；取均值后可将其与ccs侧一次调频宽频信号输入至第五条件判断输出模块27，将取均值后的ccs侧一次调频窄频信号输出至第二高低限输出模块28，第二高低限输出模块28的输出信号作为判断条件，若ccs侧一次调频窄频信号在第二高低限输出模块28的阈值范
围内，则输出ccs侧一次调频宽频信号，反之输出ccs侧一次调频窄频信号。
[0031]
上述技术方案步骤s32中可由第四系数放大模块29将取均值后输出的ccs侧一次调频窄频信号转换为转速信号，第四系数放大模块29的系数为60。上述技术方案步骤s33中机组装机额定转速可由第五模拟信号发射器30生成。
[0032]
上述技术方案步骤s34中，通过第二分段函数24将转速差转化为对应的调频负荷修正量后，还可引入一次条件判断，使得调频负荷修正量更加准确，具体如下：1、获得实际转速差，将其通过第三分段函数31转化为对应的调频负荷修正量；2、引入第六条件判断输出模块32，将上述调频负荷修正量与第二分段函数24转化的调频负荷修正量输入至第六条件判断输出模块32，将高精度智能变送器装置组是否投入的信号作为判断条件，若高精度智能变送器装置组投入，则第六条件判断输出模块32输出第二分段函数24转化的调频负荷修正量，反之输出第三分段函数31转化的调频负荷修正量。
[0033]
上述技术方案步骤s35中，主蒸汽压力设定值对应的压力修正系数可由第四分段函数33转化获得。
[0034]
上述技术方案步骤s36中，将一次调频频率修正量输入至速率限制模块26时，可引入一次调频实验组块，即设置第七条件判断输出模块34，获得deh调频实验信号和一次调频负荷量，将一次调频负荷量和一次调频频率修正量输入至第七条件判断输出模块34，deh调频实验信号作为判断条件，若有实验信号，则输出一次调频负荷量至速率限制模块26，进行一次调频实验，反之一次调频频率修正量至速率限制模块26，进行实际一次调频。
[0035]
可根据实际需要，对实施例3基于同源控制的火力发电机组双冗余一次调频方法作进一步优化或/和改进：如附图3所示，所述获得ccs侧一次调频频率修正量，并叠加到ccs侧汽机主控指令上时，还包括机组启动后一次调频是否投入判断，具体包括：s361，设置第六模拟信号发射器35和第八条件判断输出模块36；s362，将第六模拟信号发射器35输出的常量0和ccs侧一次调频频率修正量均输入至第八条件判断输出模块36；s363，将一次调频是否投入的信号作为判断条件，若一次调频投入，则输出ccs侧一一次调频频率修正量叠加到ccs侧汽机主控指令上，若一次调频未投入，则输出常量0至ccs侧汽机主控指令上，不进行一次调频。
[0036]
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。