[发明专利]基于主蒸汽压力变化的火电机组负荷控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及适应智能电网火电机组负荷控制方法，特别是一种基于主蒸汽压力变化的火电机组负荷控制方法。

背景技术

随着新能源并网、负荷增长和电网规模的不断增大，在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高。火电机组作为调峰调频的主要手段，对负荷的控制要求日益提高，如发电机组一次调频功能主要是通过调节DEH系统的进汽调节门，利用锅炉蓄热，在电网出现异常的情况下，快速响应电网的要求，稳定电网频率；二次调频（又称自动发电控制AGC）是按照电网负荷要求变化负荷控制目标，以弥补电网负荷差距，维持电网的安全。

随着我国电力工业装机容量的增加和用电侧负荷峰谷差的增大，大型火电机组经常处于宽负荷区间运行，范围一般在50%～100%额定负荷。随之而来的问题是：变负荷工况下机组的能耗特性和控制特性发生了显著变化，尤其是基于机组额定工况为主条件下，设计的负荷控制系统，将不能适应未来电网调度高标准运行的要求。主要原因在于传统的火电机组负荷控制中设置的逻辑参数为固定不变的，也就是基于额定主蒸汽压力设计的静态函数，但在实际运营中，机组经常面临宽负荷区间运行工况，考虑到火电机组在运行过程的动态特性及运行参数的变化，生产过程中实际主蒸汽压力是一个变化量值，因此不能完全按照预制的额定主蒸汽压力曲线运行，由此变化带来的对系统的影响是，火电机组汽轮机负荷响应幅度不够或调节过大，难以兼顾负荷全程范围的调峰调频能力的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对实际运行中，主蒸汽压力变化下，如何解决负荷响应幅度不够或调节过大，难以兼顾负荷全程范围的调峰调频能力的问题，因此，提供一种适应智能电网的基于主蒸汽压力变化的火电机组负荷控制方法，它能有效改善火电机组负荷控制的性能，确保火电机组对中调负荷响应的快速性和准确性，进而确保其调峰调频能力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于主蒸汽压力变化的火电机组负荷控制方法，在CCS+DEH方式下，针对亚临界机组，汽机主控PID根据机组给定负荷和机组实际功率值的偏差进行调节，在汽机主控PID调节中增加前馈以及汽机压力修正回路，所述前馈包括汽机主控比例前馈和汽机主控微分前馈。

具体实现步骤如下：

1）将机组给定负荷通过比例环节后，作为一个纯比例的汽机主控比例前馈输入量，此比例前馈输入量占汽机主控输出值的40%～70%；由于不同厂家生产的机组的装机容量的不同，机组给定负荷和机组实际功率值的量程会有不同，但此比例前馈输入量占汽机主控输出值40%～70%的比例保持不变。

2）将机组给定负荷作为一个汽机主控微分前馈输入量，实现方式为，机组给定负荷减去自身经机组惯性滞后环节LAG后的差值，LAG的时间常数T设在10～20s，所得差值经微分前馈值超调量的高低限模块将超调量大小控制在汽机主控输出的±1.5%；（包括两个端值）其中机组惯性滞后环节的K值为1。

3）将步骤1）和步骤2）分别经比例环节和微分环节生成的机组给定负荷动态结果做求和处理，以此提供给汽机主控PID调节环节作为前馈FF的输入量。

4）增加一模拟量设置模块A，进行主汽压力修正，模拟量设置模块A的值为汽机主控PID中原有的比例值Kp，该比例值通过与额定主汽压力与实际主汽压力的比值相乘，作为新的比例值Kp送入汽机主控PID中。

前馈中用到的所述机组给定负荷为经负荷速率限制后且未增加一次调频量的给定负荷值。

本发明的工作原理

通常情况下，常规火电机组在自动控制发电模式（AGC）方式时，为协调控制模式（CCS），分别对汽轮机侧进行功率调节，对锅炉侧进行压力调节，其中DEH看作为一随动系统；本发明技术方案主要集中在汽轮机侧，通常在CCS方式下汽机主控PID根据机组给定负荷和机组实际功率值的偏差进行调节，是不考虑主汽压力高低对调节速度和精度的影响。由于存在主汽压力变化的情况，汽轮机不能够完全按照额定主蒸汽压力曲线运行，由此带来了火电机组汽轮机负荷响应幅度不够或调节过大，难以兼顾火电机组汽轮机负荷全程范围的调峰调频能力的技术问题。

一次调频的原理