一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法技术

一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法,属于风电机组调谐控制领域。本发明专利技术为解决现有的超临界机组控制技术无法在保证机组内部运行参数稳定的前提下，快速、准确补充机组跟踪大幅度功率变化所需要的蓄热的问题。本发明专利技术周期性采集风功率信号，利用采集的风功率信号构造周期性的锅炉输入加速信号BIR，将构造的锅炉输入加速信号BIR加入锅炉负荷指令BM；对蒸汽压力偏差信号ΔpT的绝对值与阈值A进行比较；当|△pT|≤A，且△pT×△f

【技术实现步骤摘要】
一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法
本专利技术属于风电机组调谐控制领域。
技术介绍
随着化石能源日益枯竭，风力发电得到了人们的广泛关注。但是，风电具有天然的波动性与间歇性，且现有的风电预测手段不够完善，风电渗透率的提高将对电力系统的调频能力提出极大挑战。同时，由于风电机组不具备调频能力，风电渗透率的提高会降低电力系统整体惯量。面对以上问题，在储能成本较高、电网调频能力无法进一步提高的情况下，电网侧宁愿选择弃风来保全自身的稳定，使风电资源得到了极大的浪费。全国平均弃风率从2013年的17％到2016年的21％逐年递增，作为我国风电上网电量前三的内蒙古、新疆、河北地区同时也是我国弃风率最高的地区，新疆和甘肃地区的2016年弃风率甚至达到了47％和45％。《中国能源发展报告2017》明确指出，目前我国存在大量弃风现象，电力系统调频调峰能力仍不满足新能源发展的需求。我国的主要调频机组类型为火电机组，近年来以超临界机组为代表的大容量、高参数机组由于高效、清洁的优势成为了火电机组的主流。在风电渗透率日益提高和超临界机组逐渐成为火电机组主流的双趋势下，超临界机组参与风功率消纳存在合理以及必然之处。由于超临界机组的蓄热较少，现有的超临界机组控制技术无法在保证机组内部运行参数稳定的前提下，快速、准确补充机组跟踪大幅度功率变化所需要的蓄热。如果电网侧不考虑超临界机组的运行特性及调频能力的有限性，盲目大幅度改变机组的功率指令以达到快速补充蓄热的目的，会造成主蒸汽参数波动幅度过大等问题，轻则影响机组运行经济性，重则影响机组安全性，导致水冷壁、过热器等超高温运行部件爆管，反而得不偿失。如果能够在保证超临界机组经济运行的前提下提升超临界机组调频能力，将有利于解决风功率消纳问题，进一步提高电网的风电渗透率。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有的超临界机组的抗风电扰动能力和机组内部运行参数稳定性差的问题，提出了一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法。本专利技术所述的能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，该方法包括：步骤一、周期性采集风功率信号，利用采集的风功率信号构造周期性的锅炉输入加速信号BIR，将构造的锅炉输入加速信号BIR加入到锅炉负荷指令BM中；其中，构造锅炉输入加速信号BIR的方法为：设锅炉输入加速信号BIR为X(t)，锅炉输入加速信号的积分为Ix，Y(t)为主蒸汽温度信号，主蒸汽温度信号的积分为IY，X(t)的上升时间为0～T1，平稳时间为T1～T2，下降时间为T2～T3；与的表达式：是i时刻锅炉输入加速信号的积分；是i时刻主蒸汽温度信号的积分；利用IX1和IX2的值求得锅炉输入加速信号BIR时间T1～T2时的幅值：其中，t1为T1，t2为T2；根据X(t)的上升时间为0～T1，平稳时间为T1～T2，下降时间为T2～T3与锅炉输入加速信号BIR时间T1～T2时的幅值，获得锅炉输入加速信号BIR函数曲线；步骤二、对蒸汽压力偏差信号ΔpT的绝对值与阈值A进行比较；当|ΔpT|≤A时，执行步骤三；其中，A大于0；当|ΔpT|>A时，对步骤一的锅炉负荷指令BM进行修正，获得修正后的锅炉负荷指令BM′，将修正后的锅炉负荷指令BM′输出至超临界机组的锅炉，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；其中，对锅炉负荷指令BM进行修正的具体方法为：利用公式：BM′＝△pT×KPB′+(MWD+△N)×KNB+BIR(△Pmin)对加入锅炉输入加速信号BIR的锅炉负荷指令BM进行修正，其中，BM′为修正后的锅炉负荷指令BM；KPB′为修正后的汽压与锅炉配比参数，KPB′＝ΔpT/0.4；ΔpT为主蒸汽压力偏差信号；MWD为风功率信号；ΔN为功率偏差信号；KNB为超临界机组的负荷与锅炉配比参数；ΔPmin为风功率分钟级波动信号；BIR(△Pmin)为的锅炉输入加速信号BIR随风功率分钟级波动信号ΔPmin变化的函数。步骤三、判断电网源能量是否为顺势，若是，对汽轮机负荷指令TM进行修正，将修正后的轮机负荷指令TM′输出至超临界机组中的汽轮机，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；否则，保持汽轮机负荷指令TM不变；实现超临界机组参与风功率消纳的控制；其中，对汽轮机负荷指令TM进行修正的具体方法为：汽轮机负荷指令TM的公式为：TM＝△N×KNT-△pT×KPT其中，KPT汽压汽轮机配比系数，KNT为超临界机组参与电网调频中的功率汽轮机配比参数，KNT＝2；修正后的汽轮机负荷指令TM′为：TM′＝△N×KNT′-△pT×KPT其中，KNT′为修正后的超临界机组参与电网调频中的功率汽轮机配比参数，KNT′＝max(2,2+△pT/0.6×18)。进一步地，步骤一中，周期性采集风功率信号的周期为32s。进一步地，步骤二中，阈值A的值为0.4MPa。进一步地，步骤三中，断电网源能量是否为顺势的方法为：当△pT×△f≥0时，电网源能量为逆势，其中，△f为频率偏差信号；当△pT×△f<0时，电网源能量为顺势。本专利技术通过将风功率分钟级波动信号引入锅炉负荷指令，同时动态调整机炉主控制器中的配比系数，增强了超临界机组的抗风电扰动能力，增强了超临界机组的调频能力，同时在主蒸汽参数不越限的前提下提升区域系统的风电渗透率，保证了机组内部运行参数稳定，实现了快速、准确补充机组跟踪大幅度功率变化所需要的蓄热。达到网源双赢的目的。附图说明图1为现有BIR信号的构造原理图；图2为本专利技术所述方法构造BIR信号的原理图；图3是主蒸汽温度信号的积分IY随锅炉输入加速信号的积分为Ix变化曲线图；图4为超临界机组参与风功率消纳的控制方法的原理流程图。具体实施方式具体实施方式一：下面结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，该方法包括：步骤一、周期性采集风功率信号，利用采集的风功率信号构造周期性的锅炉输入加速信号BIR，将构造的锅炉输入加速信号BIR加入到锅炉负荷指令BM中；步骤二、对蒸汽压力偏差信号ΔpT的绝对值与阈值A进行比较；当|ΔpT|≤A时，执行步骤三；其中，A大于0；当|ΔpT|>A时，对步骤一的锅炉负荷指令BM进行修正，获得修正后的锅炉负荷指令BM′，将修正后的锅炉负荷指令BM′输出至超临界机组的锅炉，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；步骤三、判断电网源能量是否为顺势，若是，对汽轮机负荷指令TM进行修正，将修正后的轮机负荷指令TM′输出至超临界机组中的汽轮机，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；否则，保持汽轮机负荷指令TM不变；实现超临界机组参与风功率消纳的控制具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法的进一步说明，步骤一中，构造锅炉输入加速信号BIR的方法为：设锅炉输入加速信号BIR为X(t)，锅炉输入加速信号的积分为Ix，Y(t)为主蒸汽温度信号，主蒸汽温度信号的积分为IY，X(t)的上升时间为0～T1，平稳时间为T1～T2，下降时间为T2～T3；与的表达式：是i时刻锅炉输入加速信号的积分；是i时刻主蒸汽温度信号的积分；利用IX1和IX2的值求得锅炉输入加速信号BIR时间T1～T2时的幅值：其中，t1为T1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，其特征在于，该方法包括：步骤一、周期性采集风功率信号，利用采集的风功率信号构造周期性的锅炉输入加速信号BIR，将构造的锅炉输入加速信号BIR加入到锅炉负荷指令BM中；步骤二、对蒸汽压力偏差信号ΔpT的绝对值与阈值A进行比较；当|ΔpT|≤A时，执行步骤三；其中，A大于0；当|ΔpT|>A时，对步骤一的锅炉负荷指令BM进行修正，获得修正后的锅炉负荷指令BM′，将修正后的锅炉负荷指令BM′输出至超临界机组的锅炉，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；步骤三、判断电网源能量是否为顺势，若是，对汽轮机负荷指令TM进行修正，将修正后的轮机负荷指令TM′输出至超临界机组中的汽轮机，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；否则，保持汽轮机负荷指令TM不变；实现超临界机组参与风功率消纳的控制。

【技术特征摘要】
1.一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，其特征在于，该方法包括：步骤一、周期性采集风功率信号，利用采集的风功率信号构造周期性的锅炉输入加速信号BIR，将构造的锅炉输入加速信号BIR加入到锅炉负荷指令BM中；步骤二、对蒸汽压力偏差信号ΔpT的绝对值与阈值A进行比较；当|ΔpT|≤A时，执行步骤三；其中，A大于0；当|ΔpT|>A时，对步骤一的锅炉负荷指令BM进行修正，获得修正后的锅炉负荷指令BM′，将修正后的锅炉负荷指令BM′输出至超临界机组的锅炉，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；步骤三、判断电网源能量是否为顺势，若是，对汽轮机负荷指令TM进行修正，将修正后的轮机负荷指令TM′输出至超临界机组中的汽轮机，实现超临界机组参与风功率消纳的控制；否则，保持汽轮机负荷指令TM不变；实现超临界机组参与风功率消纳的控制。2.根据权利要求1所述一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，其特征在于，步骤一中，构造锅炉输入加速信号BIR的方法为：设锅炉输入加速信号BIR为X(t)，锅炉输入加速信号的积分为Ix，Y(t)为主蒸汽温度信号，主蒸汽温度信号的积分为IY，X(t)的上升时间为0～T1，平稳时间为T1～T2，下降时间为T2～T3；与的表达式：是i时刻锅炉输入加速信号的积分；是i时刻主蒸汽温度信号的积分；利用IX1和IX2的值求得锅炉输入加速信号BIR时间T1～T2时的幅值：其中，t1为T1，t2为T2；根据X(t)的上升时间为0～T1，平稳时间为T1～T2，下降时间为T2～T3与锅炉输入加速信号BIR时间T1～T2时的幅值，获得锅炉输入加速信号BIR函数曲线。3.根据权利要求1或2所述一种能够促进超临界机组参与风功率消纳的控制方法，其特征在于，步骤一中，周...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钰锋，陈润欣，张冬蕊，王琦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23