应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法及系统，包括：检测并获取机组涉网参数，当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求，若两者均满足要求，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；判定频率波动发生时间是否超过设定时间值，若是，重新判定频率偏差和转速偏差是否均满足条件；否则，根据一次调频超调量和一次调频振荡次数修正汽轮机主控指令的变化。本发明专利技术可在机组出现低频波动趋势或已发生低频功率波动时，及时抑制低频功率波动并快速恢复，有效地防止同一时刻多台机组低频振荡对电网的冲击，提高电力系统的安全稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及网源协调控制
，尤其涉及一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]目前电力系统的灵活调节资源主要依赖于火电机组，在新能源大规模接入电网的背景下，传统火电机组需要承担更多的调频任务，因此电网对火电机组的性能要求不断提升，考核力度也不断加大。
[0004]由于火电机组充当着整个电力系统“压舱石”，一旦火电机组自身性能出现问题，将严重威胁电力系统安全。火电机组功率低频振荡是一种亟待解决的问题，低频振荡是指火电机组在运行过程中所产生的较低频率振动现象，如果振荡幅值不能得到收敛，将威胁电力系统安全，严重时会导致电力系统的崩溃。近些年来，火电机组已多次主动或被动地介入低频振荡事件。
[0005]低频振荡产生的原因主要包括以下几个方面：一是火电机组硬件设备异常，机组由于信号采集干扰以及数据传输线路故障等问题数据信号不断波动导致低频振荡。二是为应对电网越来越严苛的一次调频小扰动考核，机组运行人员人为增大了调频控制系数。在这种情况下，当电网发生真实扰动时，机组功率控制存在失控振荡风险。另外，目前电网侧每日频率波动次数通常为数十次，但机组侧每日频率波动导致的实际动作次数高达上百次乃至上千次，这就表明很多扰动属于机组无效扰动动作，过多的动作不仅对机组设备造成损害，甚至在极端工况下可能造成低频振荡等问题。例如，2023年西北电网某350MW发电机组因机组右侧高压进气阀控制阀门控制卡Ⅰ卡故障，需在线插拔卡件消除故障，过程中汽轮机单侧调门进汽不稳定，导致机组功率在277MW至324MW间波动，持续235秒。主要原因在于汽轮机未处于单侧调门进汽稳定工况点，一次调频动作致使调门阀位波动，造成机组低频振荡。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法及系统，能够显著降低火电机组低频振荡发生概率，保障机组安全稳定运行，提高电网频率稳定性。
[0007]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0008]一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，包括：
[0009]检测并获取机组涉网参数，所述涉网参数包括：频率偏差、转速偏差以及有功功率实际值；
[0010]当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求，若两
者均满足要求，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；
[0011]判定频率波动发生时间是否超过设定时间值，若是，重新判定频率偏差和转速偏差是否均满足条件；否则，根据一次调频超调量和一次调频振荡次数修正汽轮机主控指令的变化。
[0012]进一步地，当监测到频率波动时，若机组频率偏差绝对值是否超过死区0.033Hz；并且转速偏差绝对值大于2r，则两者均满足要求。
[0013]进一步地，判定频率波动发生时间是否超过设定时间值，所述设定时间值为60s。
[0014]进一步地，根据一次调频超调量控制汽轮机主控指令的变化，具体为：
[0015]若一次调频过程中有功功率超调量是否超过一次调频补偿量的30％，若超过则限制汽轮机主控指令变化：如果一次调频补偿量为正，则闭锁汽轮机主控指令增加；若一次调频补偿量为负，则闭锁汽轮机主控指令减小。
[0016]进一步地，根据一次调频振荡次数控制汽轮机主控指令的变化，具体为：
[0017]若一次调频持续时间30s后，机组有功功率实际值与设定值偏差大于稳态偏差的次数超过2次，则限制汽轮机主控指令变化：如果一次调频补偿量为正，则闭锁汽轮机主控指令增加；若一次调频补偿量为负，则闭锁汽轮机主控指令减小。
[0018]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0019]一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统，包括：
[0020]数据监测模块，用于监测并获取机组涉网参数，所述涉网参数包括：频率偏差、转速偏差以及有功功率实际值；当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求；
[0021]一次调频补偿量计算模块，用于在机组频率偏差和转速偏差均满足要求时，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；
[0022]一次调频性能判定模块，用于判定频率波动发生时间是否超过设定时间值；若是，重新判定频率偏差和转速偏差是否均满足条件；否则，分别判断一次调频超调量和一次调频振荡次数是否满足设定要求；
[0023]汽轮机主控指令修正模块，用于分别在一次调频超调量和一次调频振荡次数满足设定要求时，修正汽轮机主控指令的变化。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术可在机组出现低频波动趋势或已发生低频功率波动时，及时抑制低频功率波动并快速恢复，有效地防止同一时刻多台机组低频振荡对电网的冲击，提高电力系统的安全稳定性；避免机组在局部功率区间内功率频繁振荡，降低了机组本体及调门等核心器件损耗，提高了机组运行的可靠性。
[0026]本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例中的应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例中的应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统结构示
意图；
[0029]图3为应用本专利技术实施例中的方法前某机组发生功率低频振荡图；
[0030]图4为应用本专利技术实施例中的方法后某机组对应工况段功率曲线图。
具体实施方式
[0031]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0033]实施例一
[0034]在一个或多个实施方式中，公开了一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，结合图1，具体包括如下过程：
[0035](1)检测并获取机组涉网参数，涉网参数至少包括：频率偏差、转速偏差以及有功功率实际值；
[0036](2)当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求，若两者均满足要求，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；
[0037]本实施例中，当机组监测到频率波动时，综合判定机组频率偏差Δf和转速偏差Δn是否均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，其特征在于，包括：检测并获取机组涉网参数，所述涉网参数包括：频率偏差、转速偏差以及有功功率实际值；当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求，若两者均满足要求，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；判定频率波动发生时间是否超过设定时间值，若是，重新判定频率偏差和转速偏差是否均满足条件；否则，根据一次调频超调量和一次调频振荡次数修正汽轮机主控指令的变化。2.如权利要求1所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，其特征在于，当监测到频率波动时，若机组频率偏差绝对值是否超过死区0.033Hz；并且转速偏差绝对值大于2r，则两者均满足要求。3.如权利要求1所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，其特征在于，判定频率波动发生时间是否超过设定时间值，所述设定时间值为60s。4.如权利要求1所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，其特征在于，根据一次调频超调量控制汽轮机主控指令的变化，具体为：若一次调频过程中有功功率超调量是否超过一次调频补偿量的30％，若超过则限制汽轮机主控指令变化：如果一次调频补偿量为正，则闭锁汽轮机主控指令增加；若一次调频补偿量为负，则闭锁汽轮机主控指令减小。5.如权利要求1所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制方法，其特征在于，根据一次调频振荡次数控制汽轮机主控指令的变化，具体为：若一次调频持续时间30s后，机组有功功率实际值与设定值偏差大于稳态偏差的次数超过2次，则限制汽轮机主控指令变化：如果一次调频补偿量为正，则闭锁汽轮机主控指令增加；若一次调频补偿量为负，则闭锁汽轮机主控指令减小。6.一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统，其特征在于，包括：数据监测模块，用于监测并获取机组涉网参数，所述涉网参数包括：频率偏差、转速偏差以及有功功率实际值；当监测到频率波动时，判断机组频率偏差和转速偏差是否满足设定的要求；一次调频补偿量计算模块，用于在机组频率偏差和转速偏差均满足要求时，根据转速不等率公式计算并下发一次调频补偿量；一次调频性能判定模块，用于判定频率波动发生时间是否超过设定时间值；若是，重新判定频率偏差和转速偏差是否均满足条件；否则，分别判断一次调频超调量和一次调频振荡次数是否满足设定要求；汽轮机主控指令修正模块，用于分别在一次调频超调量和一次调频振荡次数满足设定要求时，修正汽轮机主控指令的变化。7.如权利要求6所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统，其特征在于，所述数据监测模块具体包括：第一比较器模块CMP1和第二比较器模块CMP2；频率偏差数据经过绝对值模块ABS后连接至第一比较器模块CMP1的第一输入端，第三模拟量发生器A3连接至第一比较器模块CMP1的第二输入端，第一比较器模块CMP1用于判断机组频率偏差是否超过一次调频频率动作死区；
转速偏差数据经过绝对值模块ABS后连接至第二比较器模块CMP2的第二输入端，第四模拟量发生器A4连接至第二比较器模块CMP2的第二输入端，第二比较器模块CMP2用于判断机组转速偏差是否超过一次调频转速动作死区。8.如权利要求6所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统，其特征在于，所述一次调频补偿量计算模块具体包括：第一函数模块F(x)1、第一高低限报警模块HLALM1、第一定时器模块TIMER1、第一逻辑与模块AND1和第一无扰切换模块SFT1；所述第一函数模块F(x)1用于根据机组频率偏差计算机组理论一次调频功率补偿量，并发送至第一高低限报警模块HLALM1的输入端和第一无扰切换模块SFT1的第二输入端；所述第一高低限报警模块HLALM1用于判定一次调频功率补偿量是否超过机组一次调频调节量阈值；其输入端输入理论一次调频功率补偿量，高限端和低限端分别输入机组最大、最小一次调频调节量模拟值；第一高低限报警模块HLALM1输出送至第一定时器模块TIMER1的置位端；第一定时器模块TIMER1的计时端连接第五模拟量发生器A5；第一定时器模块TIMER1用于判断一次调频时间是否超过60秒；第一定时器模块TIMER1的输出连接至第一逻辑与模块AND1的一个输入端，第一逻辑与模块AND1的另外两个输入端分别连接第一比较器模块CMP1和第二比较器模块CMP2的输出端；第一逻辑与模块AND1输出端连接至第一无扰切换模块SFT1的选择开关端；第一无扰切换模块SFT1的第一输入端连接第六模拟量发生器A6，第二输入端接收理论一次调频功率补偿量，输出端分别送至CCS、DEH侧控制单元进行一次调频；第六模拟量发生器A6的数值设定为0，即逻辑与模块AND1的输出为0时一次调频补偿量为0，否则输出理论一次调频功率补偿量。9.如权利要求6所述的一种应对火电机组低频振荡的一次调频优化控制系统，其特征在于，所述一次调频性能判定模块具体包括：第一减法器模块DEV1、第一除法器模块DIV1、第二乘法器模块MUL2、第二无扰切换模块SFT2、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，丁浩天，廖大鹏，高嵩，孙其振，于庆彬，刘恩仁，曲建璋，王茗，王毓琦，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：