本發(fā)明屬于工程測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種單元發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，這就要求并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組不僅具備快速適應(yīng)外界負(fù)荷變化的能力，還必須具備快速調(diào)整電網(wǎng)頻率的能力。汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)頻率的變化自動(dòng)改變調(diào)速汽門的開度,調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)組的功率以適應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)的能力，即為一次調(diào)頻。所有并網(wǎng)運(yùn)行的各臺(tái)發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)都具備一次調(diào)頻功能，共同承擔(dān)電網(wǎng)的一次調(diào)頻工作，電網(wǎng)才能快速消除頻率波動(dòng)。新建的大容量單元發(fā)電機(jī)組或經(jīng)過控制系統(tǒng)技術(shù)改造的單元發(fā)電機(jī)組其控制系統(tǒng)普遍采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其一次調(diào)頻功能需要由數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)組態(tài)編程實(shí)現(xiàn)，原先采用機(jī)械液壓調(diào)節(jié)控制技術(shù)的汽輪發(fā)電機(jī)組固有的一次調(diào)頻能力失去，由于不同的電調(diào)生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)理念、實(shí)現(xiàn)方法上存在一些差異，造成汽輪發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能存在較多問題，甚至一些發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能長(zhǎng)期不能正常投入，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí)不能自動(dòng)消除，存在一定的安全隱患。為此電監(jiān)會(huì)要求電力技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)制對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能進(jìn)行定期試驗(yàn)驗(yàn)證，以保證發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能始終在正常投入狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種單元發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種單元發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟如下：

(1)在單元發(fā)電機(jī)組的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制回路中，將發(fā)電機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速值與機(jī)組的實(shí)際轉(zhuǎn)速值進(jìn)行偏差計(jì)算，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)再進(jìn)行轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)計(jì)算變換成頻差-功率信號(hào)，然后將該頻差-功率信號(hào)經(jīng)過函數(shù)f2(x)標(biāo)幺處理，轉(zhuǎn)換成一次調(diào)頻功率-閥位增量指令；

(2)在單元發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功率控制回路中，將發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)接收的中調(diào)負(fù)荷指令或現(xiàn)場(chǎng)值班員發(fā)出的手動(dòng)負(fù)荷指令經(jīng)過速率限制、功率限幅處理，與轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)轉(zhuǎn)換后的頻差-功率信號(hào)疊加求和，產(chǎn)生單元發(fā)電機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令信號(hào)， 然后再與機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷反饋信號(hào)進(jìn)行偏差運(yùn)算，再經(jīng)過比例-積分運(yùn)算處理，產(chǎn)生機(jī)組負(fù)荷控制指令，再與函數(shù)f2(x)輸出的一次調(diào)頻功率-閥位增量指令疊加求和，形成電調(diào)綜合調(diào)門指令，調(diào)節(jié)單元發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻功能。

而且，所述步驟(1)中轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)為分段函數(shù)，由6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(-150，-8％Pe)、(-14，-8％Pe)、(-2，0)、(2，0)、(14，8％Pe)、(150，8％Pe)擬合而成；其中，Pe為單元發(fā)電機(jī)組的額定功率，單位為MW；所述標(biāo)幺處理函數(shù)f2(x)是一校正系數(shù)，函數(shù)f2(x)將轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)計(jì)算后輸出的頻差-功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成一次調(diào)頻功率-閥位增量指令信號(hào)，取值在0.6～1.5之間。

而且，所述步驟(2)中速率限制模塊是將輸入的機(jī)組負(fù)荷指令信號(hào)的變化速率限制在機(jī)組額定負(fù)荷的0-2％范圍內(nèi)；所述功率限幅模塊是將輸入信號(hào)的功率限制在機(jī)組額定負(fù)荷的50％-100％范圍內(nèi)；所述比例-積分運(yùn)算處理模塊的數(shù)學(xué)描述式是：式中Kp為比例放大系數(shù)，Ti為積分時(shí)間，單位為秒，S為拉普拉斯變換因子，無量綱，E(s)為比例-積分運(yùn)算模塊的偏差輸入。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、現(xiàn)役發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻控制功能采取本發(fā)明實(shí)現(xiàn)后，經(jīng)過多次聯(lián)調(diào)試驗(yàn)和長(zhǎng)期運(yùn)行考核驗(yàn)證，機(jī)組響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化的能力有效提高，既能保證機(jī)組一次調(diào)頻的響應(yīng)速度，又保證機(jī)組參與一次調(diào)頻的持續(xù)性，同時(shí)可以保證機(jī)組的一次調(diào)頻功能始終在投入狀態(tài)。

2、本發(fā)明滿足機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)15秒內(nèi)達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷的75％、30秒達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷90％及機(jī)組轉(zhuǎn)速不等率為4％～5％的技術(shù)指標(biāo)要求，并且控制穩(wěn)定，機(jī)組的主要技術(shù)指標(biāo)均高于《汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)試驗(yàn)導(dǎo)則》(DL/T711-1999)的要求，有效提高機(jī)組參加電網(wǎng)一次調(diào)頻的能力，電網(wǎng)的供電質(zhì)量有了明顯的改善。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其它實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種單元發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)方法，如圖1所示，包括步驟如下：

(1)在單元發(fā)電機(jī)組的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)控制回路中，一次調(diào)頻功能采取將頻差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)疊加在汽輪機(jī)調(diào)速汽門指令處的方法實(shí)現(xiàn)。發(fā)電機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速值(3000rpm)與機(jī)組的實(shí)際轉(zhuǎn)速值經(jīng)過偏差計(jì)算，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)計(jì)算變換成頻差-功率信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過函數(shù)f2(x)標(biāo)幺處理轉(zhuǎn)換成一次調(diào)頻功率-閥位增量指令，其中所述轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)為分段函數(shù)由6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(-150，-8％Pe)、(-14，-8％Pe)、(-2，0)、(2，0)、(14，8％Pe)、(150，8％Pe)擬合而成，Pe為單元發(fā)電機(jī)組的額定功率，單位為(MW)；標(biāo)幺處理函數(shù)f2(x)是一校正系數(shù)，將轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)計(jì)算后輸出的頻差-功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成一次調(diào)頻功率-閥位增量指令信號(hào)，即根據(jù)單元發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的特性對(duì)功-頻函數(shù)f1(x)按照發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的轉(zhuǎn)速不等率技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行校正，一般需要通過試驗(yàn)獲得，取值在0.6～1.5之間；

(2)在單元發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功率控制回路中也要具備一次調(diào)頻功能，即一次調(diào)頻功能應(yīng)由發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和電調(diào)系統(tǒng)共同完成，以保證機(jī)組一次調(diào)頻的響應(yīng)速度和機(jī)組參與一次調(diào)頻的持續(xù)性。發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)接收的中調(diào)負(fù)荷指令或現(xiàn)場(chǎng)值班員發(fā)出的手動(dòng)負(fù)荷指令經(jīng)過速率限制、功率限幅處理，與頻差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)轉(zhuǎn)換后的一次調(diào)頻負(fù)荷增量信號(hào)疊加求和，產(chǎn)生單元發(fā)電機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令信號(hào)，然后再與機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷反饋信號(hào)進(jìn)行偏差運(yùn)算，再經(jīng)過比例-積分(PI)運(yùn)算處理，產(chǎn)生機(jī)組負(fù)荷控制指令，再與函數(shù)f2(x)輸出的一次調(diào)頻功率-閥位增量指令疊加求和，形成電調(diào)綜合調(diào)門指令，調(diào)節(jié)單元發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)其一次調(diào)頻功能。

其中，所述速率限制模塊是將輸入的機(jī)組負(fù)荷指令信號(hào)的變化速率限制在機(jī)組額定負(fù)荷的0-2％范圍內(nèi)；所述功率限幅模塊是將輸入信號(hào)的功率限制在機(jī)組額定負(fù)荷的50％-100％范圍內(nèi)，以保證機(jī)組的負(fù)荷變化在正常調(diào)整范圍內(nèi)；所述比例-積分(PI)運(yùn)算處理模塊的數(shù)學(xué)描述式是：式中Kp為比例放大系數(shù)，Ti為積分時(shí)間，單位為秒，S為拉普拉斯變換因子，無量綱，E(s)為比例-積分運(yùn)算模塊的偏差輸入，公式中各參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整。

(3)轉(zhuǎn)速不等率功-頻函數(shù)f1(x)的輸出同時(shí)至單元發(fā)電機(jī)組的電調(diào)控制系統(tǒng)和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功率控制回路中，由二者共同參與實(shí)現(xiàn)單元發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能，以保證單元發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻功能的一致性和相互匹配實(shí)現(xiàn)，提高了完成的效果及保證電調(diào)側(cè)的一次調(diào)頻功能始終在投入狀態(tài)。