基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法，该方法整合机组汽轮高调阀调频、补汽阀调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频和零号高加参与调频的多种调频资源，建立各项调频资源的调频出力响应模型，根据电网一次调频实际出力需求和机组安全稳定运行的多项因素，实现多种调频资源的协同梯级利用，使机组适应不同频差工况下的调频响应需求。与现有技术相比，本发明专利技术具有在提高了机组一次调频整体响应性能的同时，解决了汽轮机调门高节流度运行，提高了运行经济性等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法
本专利技术涉及热工自动控制及保护领域，尤其是涉及一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法。
技术介绍
由于燃煤火电机组蒸汽生产过程的大惯性与大延迟，传统的一次调频方式是释放锅炉蓄热以满足电网调频需求，其一次调频响应性能与机组锅炉蓄热量密切相关。当前火电机组多为超(超)临界机组，直流型锅炉蓄热能力有限，对于电网中小频差扰动，其一次调频动作负荷能够满足电网要求。但在电网低频事故等大频差工况下，其一次调频能力相比于相关标准有所不足，难以在短时间内达到电网一次调频负荷响应需求。同时，众多机组为更多利用锅炉蓄热进行一次调频响应，设置较大汽机高调阀节流度，节流损失较大，影响机组运行经济性。为提高火电机组一次调频能力，提高机组运行经济性，目前也开发出补汽阀调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频和零号高加参与调频等多种调频控制方法，但面多火电机组众多调频资源，缺乏协同高效的管理和控制手段，未能实现机组适应不同频差的调频响应性能最大化。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法，该方法整合机组汽轮高调阀调频、补汽阀调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频和零号高加参与调频的多种调频资源，建立各项调频资源的调频出力响应模型，根据电网一次调频实际出力需求和机组安全稳定运行的多项因素，实现多种调频资源的协同梯级利用，使机组适应不同频差工况下的调频响应需求。优选地，该方法具体包括以下步骤：1)整理机组可用调频资源，并确认各调频资源的自身调频控制回路可正常投运，按照各调频资源对机组安全、稳定和经济运行的影响情况，对各调频资源的调用进行优先排序M1,M2,…Mn，其中Mi为调用顺序为i的调频资源，i＝1,2,…,n；2)获取不同调频资源在高中低负荷工况下的最大调频响应数据，并建立各项调频资源的调频出力响应模型；3)结合各调频资源实时可利用情况，基于调频出力响应模型，按照梯级利用原则，计算当前实时工况下的各调频资源按照调用优先级由高到底的顺序逐级叠加可获得的最大调频响应输出；4)获取机组一次调频负荷指令，记录一次完整调频过程中的最大一次调频负荷指令Ne，并根据Ne的大小对各项调频资源进行梯级调用；5)调频资源i被调用后，只待一次调频负荷指令恢复至0或调频持续时间超过设定时间或自身保护退出条件触发再退出调频响应控制；6)一次调频响应期间，根据一次调频负荷指令对应增加锅炉燃烧率前馈，补充机组蓄能利用。优选地，所述的步骤1)中的各调频资源可包括汽轮高调阀调频、补汽阀调频、零号高加调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频资源。优选地，所述的步骤2)中的调频出力响应模型包括不同负荷工况对应该工况下的调频响应最大出力。优选地，所述的步骤3)中的最大调频响应输出包括P1+,P2+,…,Pn+和P1-,P2-,…,Pn-，其中Pi+为调频资源1至调频资源i协同调用可产生的加负荷方向最大调频响应出力，同理Pi-为对应的减负荷方向最大调频响应出力。优选地，所述的步骤4)中的调用原则为：当Pi-1+＜Ne≤Pi+或Pi-≤Ne＜Pi-，则协同调用调频资源1至调频资源i的相关资源参与机组一次调频控制，触发调频资源1至调频资源i的各自一次调频控制回路，各回路按照一次调频负荷指令进行调节。优选地，所述的步骤6)中前馈包括燃料、风量和给水流量前馈。与现有技术相比，本专利技术解决了现有火电机组一次调频控制存在的技术缺陷，具有兼顾机组经济运行和一次调频性能，通过本专利技术的实施，在提高了机组一次调频整体响应性能的同时，解决了汽轮机调门高节流度运行，提高了运行经济性；同时本专利技术一次调频响应期间，根据一次调频负荷指令对应增加锅炉燃烧率前馈，补充机组蓄能利用，提高机组稳定和安全运行能力。附图说明图1为本专利技术火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。某660MW超超临界机组调频资源协同梯级利用一次调频控制实施：1)整理机组可用调频资源，该机组采取汽机高调阀全开的纯滑压运行方式，已有调频资源为：凝结水节流调频、低加切除调频、给水旁路调频、零号高加调频和高加切除调频。检查各调频资源的自身调频控制回路均可正常投运。按照各调频资源对机组安全、稳定和经济运行的影响情况，对各调频资源的调用进行优先排序为：1.凝结水节流调频、2.给水旁路调频、3.低加切除调频、4.零号高加调频、5.高加切除调频。2)获取不同调频资源在高中低负荷工况下的最大调频响应数据(包括加负荷方向和减负荷方向)，建立各项调频资源的调频出力响应模型(不同负荷工况对应该工况下的调频响应最大出力)，如表1所示。表1调频资源90％额定负荷75％额定负荷50％额定负荷凝结水节流调频+12MW/-10MW+8MW/-7MW+4MW/-4MW给水旁路调频+12MW/0+8MW/0+5MW/0低加切除调频+15MW/0+10MW/0+7MW/0零号高加调频0/00/0+7MW/-15MW高加切除调频+14MW/0+10MW/0+8MW/03)结合各调频资源实时可利用情况，基于调频出力响应模型，按照梯级利用原则，计算当前实时工况下的各调频资源按照调用优先级由高到底的顺序逐级叠加可获得的最大调频响应输出P1+,P2+,…,Pn+和P1-,P2-,…,Pn-，其中Pi+为调频资源1至调频资源i协同调用可产生的加负荷方向最大调频响应出力，同理Pi-为对应的减负荷方向最大调频响应出力。在75％额定负荷工况下，如表2所示：表2项目12345P+/MW+8+16+26+26+36P-/MW-7-7-7-7-74)获取机组一次调频负荷指令，记录一次完整调频过程中的最大一次调频负荷指令Ne，并根据Ne本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法，其特征在于，该方法整合机组汽轮高调阀调频、补汽阀调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频和零号高加参与调频的多种调频资源，建立各项调频资源的调频出力响应模型，根据电网一次调频实际出力需求和机组安全稳定运行的多项因素，实现多种调频资源的协同梯级利用，使机组适应不同频差工况下的调频响应需求。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法，其特征在于，该方法整合机组汽轮高调阀调频、补汽阀调频、凝结水节流调频、加热器切除调频、给水旁路调频和零号高加参与调频的多种调频资源，建立各项调频资源的调频出力响应模型，根据电网一次调频实际出力需求和机组安全稳定运行的多项因素，实现多种调频资源的协同梯级利用，使机组适应不同频差工况下的调频响应需求。


2.根据权利要求1所述的一种基于火电机组调频资源协同梯级利用的一次调频控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
1)整理机组可用调频资源，并确认各调频资源的自身调频控制回路可正常投运，按照各调频资源对机组安全、稳定和经济运行的影响情况，对各调频资源的调用进行优先排序M1,M2,…Mn，其中Mi为调用顺序为i的调频资源，i＝1,2,…,n；
2)获取不同调频资源在高中低负荷工况下的最大调频响应数据，并建立各项调频资源的调频出力响应模型；
3)结合各调频资源实时可利用情况，基于调频出力响应模型，按照梯级利用原则，计算当前实时工况下的各调频资源按照调用优先级由高到底的顺序逐级叠加可获得的最大调频响应输出；
4)获取机组一次调频负荷指令，记录一次完整调频过程中的最大一次调频负荷指令Ne，并根据Ne的大小对各项调频资源进行梯级调用；
5)调频资源i被调用后，只待一次调频负荷指令恢复至0或调频持续时间超过设定时间或自身保护退出条件触发再退出调频响应控制；
6)一次调频响应期间，根据一次调频负荷指令对应增...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢乐，祝建飞，归一数，姚峻，李万军，沈建峰，李劲松，王阳，钱兴文，杨康，杨洋，王念龙，
申请(专利权)人：上海明华电力科技有限公司，淮沪电力有限公司田集第二发电厂，
类型：发明
国别省市：上海;31