发电机组一次调频在线自校正控制器、控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发电机组一次调频在线自校正控制器、控制系统及方法。其中，该控制器包括：电网频率偏差计算模块，其用于求取电网实时运行频率与电网基准频率的偏差，得到网频偏差；调频补偿指令函数F(x)模块，其用于根据网频偏差与机组转速不等率，计算出发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)，并分别送至自校正算法控制模块和指令修正MUL模块；自校正算法控制模块，用于计算出一次调频指令的修正系数；指令修正MUL模块，用于接收自校正算法控制模块输出的一次调频修正系数，并对发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)修正，得出机组一次调频实际动作补偿指令，最终送至机组负荷控制系统。

【技术实现步骤摘要】
发电机组一次调频在线自校正控制器、控制系统及方法
本专利技术属于发电机组一次调频领域，尤其涉及一种发电机组一次调频在线自校正控制器、控制系统及方法。
技术介绍
随着特高压电网、大容量发电机组、新能源发电的快速建设，电网结构发生了较大改变，当发电机组和线路故障时，均会造成电网瞬时失去大量输入负荷，引起电网参数波动，影响供电品质，因此在新形势下电网承担的调频调峰任务越来越重。目前，电网的一次调频主要由发电机组承担，在投产之初各类型机组按照相关技术规定设计一次调频补偿能力，但是受机组运行蒸汽参数、燃料变化、运行方式等因素的影响，机组一次调频实际补偿能力往往与初始设计偏差较大，不能满足电网实际运行需求。一次调频动作时负荷补偿过小，不利于电网运行参数的快速恢复；负荷补偿过大，则不利于机组的稳定运行。因此，优化提升发电机组的一次调频性能，是促进电力系统网源协调发展与安全稳定运行的重要技术支撑。此外，目前发电机组一次调频多采取固定补偿系数修正方式，当机组一次调频动作不合格时，根据机组动作情况，事后被动人工修改补偿系数，工作量较大，并且这种方式负荷补偿精确度相对较低。另外不同机组的特性不一样，修正系数也就各有不同，而且修正方法通用性较差。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术实施例第一方面提供了一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其根据本次补偿负荷的偏差在线修正发电机组一次调频负荷指令的补偿系数，调整机组一次调频下一次动作时的负荷补偿指令，使发电机组的下一次一次调频动作时实际补偿负荷与理论补偿负荷趋向一致，提高机组一次调频动作的精确度，进而提升电网的调频能力。本专利技术实施例第一方面提供的一种发电机组一次调频在线自校正控制器，包括：电网频率偏差计算模块，其用于求取电网实时运行频率与电网基准频率的偏差，得到网频偏差；及调频补偿指令函数F(x)模块，其用于根据网频偏差与机组转速不等率，计算出发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)，并分别送至自校正算法控制模块和指令修正MUL模块；所述自校正算法控制模块，用于根据一次调频负荷补偿指令函数F(x)、一次调频动作时的实时发电负荷及电网实时运行频率，判断当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的偏差是否超过设定阈值，若是，利用预设指令修正最大限值减去当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的比值，得到一次调频指令的修正系数；否则，一次调频指令的修正系数为零；所述指令修正MUL模块，用于接收自校正算法控制模块输出的一次调频修正系数，并对发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)修正，得出机组一次调频实际动作补偿指令，最终送至机组负荷控制系统。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述发电机组一次调频在线自校正控制器还包括限幅模块，所述限幅模块用于根据机组实际运行情况调整一次调频修正系数的高低限值。结合本专利技术实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述发电机组一次调频在线自校正控制器还包括限速模块，所述限速模块用于对高低限值后的一次调频修正系数变化进行限速，将限速后的一次调频修正系数直接传送至指令修正MUL模块。本专利技术对一次调频修正系数变化进行限速，防止一次修正系数在线自校正过程中发生突变，影响机组一次调频效果。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第二种实施方式中，在所述自校正算法控制模块中，若网频偏差超过规定的范围时，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，向后积分一次调频负荷补偿变化量，直至一次调频动作结束，得到当前一次调频实际补偿负荷。结合本专利技术实施例的第一方面的第二种实施方式中，在所述自校正算法控制模块中，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，向后积分对机组一次调频补偿负荷指令进行积分，直至一次调频动作结束，得到当前一次调频理论补偿负荷。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第三种实施方式中，在所述自校正算法控制模块中，若网频偏差超过规定的范围时，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，自网频偏差超出规定的范围开始，至电网频率恢复进入规定的范围所对应的时间范围内，每间隔预设时间取样一次实际负荷，累加后取平均值再与基准负荷取差，则得到当前一次调频实际补偿负荷。结合本专利技术实施例的第一方面的第三种实施方式中，在所述自校正算法控制模块中，若网频偏差超过规定的范围时，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，自网频偏差超出规定的范围开始，至电网频率恢复进入规定的范围所对应的时间范围内，每间隔预设时间对机组一次调频理论补偿函数F(x)输出值进行采样，累加后取平均值，得到当前一次调频理论补偿负荷。本专利技术实施例第二方面提供了一种发电机组一次调频在线自校正控制系统，其根据本次补偿负荷的偏差在线修正发电机组一次调频负荷指令的补偿系数，调整机组一次调频下一次动作时的负荷补偿指令，使发电机组的下一次一次调频动作时实际补偿负荷与理论补偿负荷趋向一致，提高机组一次调频动作的精确度，进而提升电网的调频能力。本专利技术实施例第二方面提供的一种发电机组一次调频在线自校正控制系统，包括上述所述的发电机组一次调频在线自校正控制器。本专利技术实施例第三方面提供了一种发电机组一次调频在线自校正控制系统的控制方法。本专利技术实施例第三方面的发电机组一次调频在线自校正控制系统的控制方法，包括：步骤1：求取电网实时运行频率与电网基准频率的偏差，得到网频偏差；步骤2：根据网频偏差与机组转速不等率，计算出发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)；步骤3：根据一次调频负荷补偿指令函数F(x)、一次调频动作时的实时发电负荷及电网实时运行频率，判断当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的偏差是否超过设定阈值，若是，利用预设指令修正最大限值减去当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的比值，得到一次调频指令的修正系数；否则，一次调频指令的修正系数为零；步骤4：根据一次调频修正系数，对发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)修正，得出机组一次调频实际动作补偿指令，最终送至机组负荷控制系统对负荷进行控制。结合本专利技术实施例的第三方面，步骤3得到一次调频指令的修正系数之后，还包括：根据机组实际运行情况调整一次调频修正系数的高低限值；对高低限值后的一次调频修正系数变化进行限速。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的该发电机组一次调频在线自校正控制器，根据发电机组的每一次一次调频实际动作后的负荷变化情况，自动在线计算出机组本次一次调频动作的负荷理论补偿值和负荷实际补偿值的补偿负荷偏差，当补偿负荷偏差大于设定阈值时，自校正算法控制模块根据本次补偿负荷的偏差在线修正发电机组一次调频负荷指令的补偿系数，调整机组一次调频下一次动作时的负荷补偿指令，使发电机组的下一次一次调频动作时实际补偿负荷与理论补偿负荷趋向一致，提高了机组一次调频动作的精确度，进而提升了电网的调频能力。(2)本专利技术的该控制方法对电网频率变化、机组发电负荷两个数据进行采样分析，不需要采集机组其他参数，可以广泛由于火力发电机组、水力发电机组等各类型参与一次调频的发电机组，具有一定的通用性，且对机组一次调频的补偿不足或补偿过大均可起到动态修正作用，相对于固定参数补偿一次调频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，包括：电网频率偏差计算模块，其用于求取电网实时运行频率与电网基准频率的偏差，得到网频偏差；及调频补偿指令函数F(x)模块，其用于根据网频偏差与机组转速不等率，计算出发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)，并分别送至自校正算法控制模块和指令修正MUL模块；所述自校正算法控制模块，用于根据一次调频负荷补偿指令函数F(x)、一次调频动作时的实时发电负荷及电网实时运行频率，判断当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的偏差是否超过设定阈值，若是，利用预设指令修正最大限值减去当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的比值，得到一次调频指令的修正系数；否则，一次调频指令的修正系数为零；所述指令修正MUL模块，用于接收自校正算法控制模块输出的一次调频修正系数，并对发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)修正，得出机组一次调频实际动作补偿指令，最终送至机组负荷控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，包括：电网频率偏差计算模块，其用于求取电网实时运行频率与电网基准频率的偏差，得到网频偏差；及调频补偿指令函数F(x)模块，其用于根据网频偏差与机组转速不等率，计算出发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)，并分别送至自校正算法控制模块和指令修正MUL模块；所述自校正算法控制模块，用于根据一次调频负荷补偿指令函数F(x)、一次调频动作时的实时发电负荷及电网实时运行频率，判断当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的偏差是否超过设定阈值，若是，利用预设指令修正最大限值减去当前一次调频实际补偿负荷与理论补偿负荷的比值，得到一次调频指令的修正系数；否则，一次调频指令的修正系数为零；所述指令修正MUL模块，用于接收自校正算法控制模块输出的一次调频修正系数，并对发电机组的一次调频负荷补偿指令函数F(x)修正，得出机组一次调频实际动作补偿指令，最终送至机组负荷控制系统。2.如权利要求1所述的一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，所述发电机组一次调频在线自校正控制器还包括限幅模块，所述限幅模块用于根据机组实际运行情况调整一次调频修正系数的高低限值。3.如权利要求2所述的一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，所述发电机组一次调频在线自校正控制器还包括限速模块，所述限速模块用于对高低限值后的一次调频修正系数变化进行限速，将限速后的一次调频修正系数直接传送至指令修正MUL模块。4.如权利要求1所述的一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，在所述自校正算法控制模块中，若网频偏差超过规定的范围时，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，向后积分一次调频负荷补偿变化量，直至一次调频动作结束，得到当前一次调频实际补偿负荷。5.如权利要求4所述的一种发电机组一次调频在线自校正控制器，其特征在于，在所述自校正算法控制模块中，以机组一次调频死区点前预设时间内出力的平均值为基点，向后积分对机组一次调频补偿负荷指令进行积分，直至一次调频动作结束，得到当前一次调频理论补偿负荷。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩英昆，刘卫明，赵岩，孟祥荣，杨朋威，陈肖璐，庞向坤，李克雷，宋洋，苏鹏，韩晋思，杨皓，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37