一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，所述调频系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述检测装置被构造为对发电机组进行输出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率检测检测；所述调频装置基于所述检测装置和所述感应装置的数据并发电机组进行调频；所述采集装置被构造为对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电机组的负荷进行反馈。本发明通过采用调频装置在接收感应装置或者反馈装置的反馈信号后，使得发电机组负载侧的电路变化引起，通过调频装置的调频操作使得发电机组对电网负荷进行补偿、修正电网频率的波动，从而达到最佳的效果。

权利要求

1.一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，其特征在于，所述调频系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述处理器分别与所述检测装置、所述感应装置、所述调频装置、所述反馈装置和采集装置之间控制连接；所述检测装置被构造为对发电机组进行输出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率；所述调频装置基于所述检测装置和所述感应装置的数据对发电机组进行调频；所述采集装置被构造为对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电机组的负荷进行反馈；

所述检测装置包括接收器和发送器，所述接收器被构造为接受所述发电机组的转子的角度的当前值的测量，所述发送器被构造为存储发电机组供应侧和负载侧的输入和输出序列，其中，所述输入和输出序列包括发电机组转子角度的多个值的序列和发电机组的励磁电压的多个值的对应序列；

所述感应装置被构造为检测输出电流的上升速率何时超过预定的上升速率阈值水平；

所述感应装置还被构造为响应于输出电流的上升速率超过预定的上升速率阈值水平而使所述发电机组参与调节；检测输出电流的上升率何时超过预定的上升速率阈值水平包括：检测何时发电机组的供应侧电流从所述发电机组的负载侧流出；以及负载侧电流的大小何时超过预定上升速率阈值水平；

所述调频装置被构造为接收电流感测信号并提供测量信号，被配置为接收测量信号的滤波信号并响应于测量信号的滤波信号和输出功率的期望值来确定输出频率的计算值；所述调频装置还被构造为耦接至所述感应装置上并接收负载侧的更新电路，所述更新电路还用于输出更新信号以更新调整信号，其中，如果更新信号的先前值小于计算值，则所述更新信号的当前值基本上等于计算值；

所述反馈装置包括反馈单元和功率检测单元，所述反馈单元被构造为生成驱动信号以控制汽轮机功率开关，所述功率检测单元被构造为响应功率转换器的输出电流的电流感测信号和所述检测装置的当前测量值而产生调整信号，所述功率转换器耦合于 所述感应装置和所述反馈装置之间。

说明书

一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统及方法。

背景技术

[0002] 目前，电网的构成越来越复杂，电网调频调峰压力也越来越大，风电装机容量占到总装机容量的10％以上。由于风电动力自身的随机性较大，造成风电负荷波动较大，进而引
起电网频率的波动，在沿海等风电发展集中地区表现尤为明显。

[0003] 如CN106065791A现有技术公开了一种火力发电机组一次调频的控制方法及系统，火电机组改变负荷的可用方式包括改变锅炉燃烧和改变汽轮机调门开度。一次调频功能是
电网维持频率稳定的重要手段之一，一次调频要求发电机组的负荷在短时间内响应电网频
率变化，因此，调整汽轮机调门是实现火电机组一次调频功能的基本手段和方式。另一种典
型的如WO2019015255A1的现有技术公开的一种对风力发电机组的输出功率进行控制的方
法和设备，以及如WO2018120652A1的现有技术公开的一种风电场有功功率的分配方法和装
置，在调频控制时，并没有对每台机组需要改变的有功功率值进行合理地计算，导致有的风
力发电机组需要改变的有功功率值远大于其他风力发电机组需要改变的有功功率值，使整
个风电场的每台风力发电机组改变的有功功率值并不均匀，导致整个调频控制的响应时间
较长，并且在调频控制时对风力发电机组的冲击较大。

[0004] 为了解决本领域普遍存在调频响应慢、无法动态的对频率进行调控、电网供应存在波动较大、调频精度差等等问题，作出了本发明。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，针对目前发电厂调频所存在的不足，提出了一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统及方法。

[0006] 为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，所述调频系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述检测装置被构造为对发电机组进行输
出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率检测检测；所述调频装
置基于所述检测装置和所述感应装置的数据并发电机组进行调频；所述采集装置被构造为
对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电机组的负荷进行反馈。

[0008] 可选的，所述检测装置包括接收器和发送器，所述接收器被构造为接受所述发电机组的转子的角度的当前值的测量，所述发送器被构造为存储发电机组供应侧和负载侧的
输入和输出序列，其中，所述序列包括发电机组转子角度的多个值的序列和发电机组的励
磁电压的多个值的对应序列，从而引起转子角的值。

[0009] 可选的，所述感应装置被构造为感测所述发电机组输出功率的上升速率；以及检测输出电流的上升速率何时超过预定的上升速率阈值水平；所述感应装置还被构造为响应
于输出电流的上升速率超过预定的上升速率阈值电平而使所述发电机组参与调节；检测输
出电流的上升率何时超过预定的上升率阈值水平包括：检测何时发电机组的供应侧电流从
所述发电机组的负载侧流出；以及负载侧电流的大小何时超过预定阈值水平。

[0010] 可选的，所述调频装置被构造为接收电流感测信号并提供测量信号，被配置为接收测量信号的滤波操作并响应于测量信号的滤波操作和输出功率的期望值来确定输出频
率的计算值；所述调频装置还被构造为耦接至所述感应装置上并接收负载侧的更新电路，
所述更新电路还用于输出更新信号以更新调整信号，其中，如果更新信号的先前值小于计
算值，则所述更新信号的当前值基本上等于计算值。

[0011] 可选的，所述反馈装置包括反馈单元和功率检测单元，所述反馈单元被构造为生成驱动信号以控制功率开关，所述功率检测单元被构造为响应功率转换器的输出电流的电
流感测信号和所述检测装置的当前测量值而产生调整信号。

[0012] 可选的，所述采集装置采集器和采集转换器，所述采集器其耦合至所述采集转换器的次级侧；其中，所述采集器包括反馈基准电路和输出功率采集电路；所述采集器被配置
为生成次级驱动信号并响应于驱动信号，并触发所述采集转换器的输出整流器的切换；所
述反馈基准电路被构造为对发电机组的负载侧的频率的变化进行检测；所述功率采集电路
被构造为基于负载侧的频率的变化，检测负载侧的功率因数。本发明还提供一种基于负荷
反馈的火力发电一次调频方法，所述调频方法包括更新所述发电机组供应侧和负载侧的输
入序列和输出序列，根据检测装置的数据将所述转子角和所述励磁电压的当前值附加到所
述发电机组输入序列、输出序列的末端，并去除控制所述发电机组的历史输入和输出序列
中转子角和励磁电压值。

[0013] 可选的，所述调频方法包括使用通过非线性函数，将所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到所述励磁电压的电流值，其中，所述非线性函数是在励磁
电压的当前值和发电机的状态，以及发电机状态与输入和输出序列之间的非线性映射函
数。

[0014] 可选的，所述调频方法包括执行将所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到励磁电压的当前值，其中，发电机操作的输入和输出序列的值包括发电机的
转子角的多个值的序列发电机和励磁电压的多个值的对应序列，导致发电机转子角的值，
并且其中将所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到定义励磁电压的
电流值的电流控制输入；将励磁电压的当前值提交给发电机组的控制端；根据励磁电压的
当前值，接收通过致动发电机而引起的转子角的电流值；用相应的转子角和励磁电压电流
值更新输入输出序列。

[0015] 本发明所取得的有益效果是：

[0016] 1.通过采用调频装置在接收感应装置或者反馈装置的反馈信号后，使得发电机组负载侧的电路变化引起，通过调频装置的调频操作使得发电机组对电网负荷进行补偿、修
正电网频率的波动，从而达到最佳的效果；

[0017] 2.通过采用感应装置还与发电机组进行闭环反馈，使得感应装置检测到发电机组输出的功率的变化值产生改变后，如果超过设定的阀值，且电网的频率的变化得到恢复后，
通过调整发电机组的输出，获得最佳的运行比；

[0018] 3.通过采用调频装置还根据感应装置感测出来的发电机组的输出的期望的输出功率来确定输出的频率值，并触发对汽轮机的调整信号，使得汽轮机进行开度的调整或者
将汽轮机转速与额定转速的差值直接转化为功率信号补偿或流量补偿；

[0019] 4.通过采用通过调频装置和感应装置之间的配合使用，使得发电机组在运行的过程中依靠汽轮发电机组本身的调节系统直接自动调整汽轮机调门完成电网负荷补偿，修正
电网频率的波动；

[0020] 5.通过采用整个发电机组负载侧的功率采集电路被构造为对负载侧的功率因数进行采集，使得发电机组在对电网的拨动的过程中兼顾功率因数的变化，使得对电网利用
率能够精准的检测出来；

[0021] 6.通过采集装置检测到整个系统中存在频率的扰动，就会通过反馈装置把调整信号进行传输，并由处理器通过对与发电机组相关联的装置进行配合，提升对发电机组对扰
动的调整能力。

附图说明

[0022] 从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

[0023] 图1为本发明的控制流程示意图。

[0024] 图2为所述检测装置的控制流程示意图。

[0025] 图3为所述感应装置的控制流程示意图。

[0026] 图4为所述调频装置的控制流程示意图。

[0027] 图5为所述调频方法的控制流程示意图。

具体实施方式

[0028] 为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用
于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系
统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在
本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述
了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

[0029] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”.“下”“.左”“. 右”等指示的方位或位置关系为基于附图
所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的
装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的
用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可
以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0030] 实施例一：一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，所述调频系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述检测装置被构造为对发电机
组进行输出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率检测检测；所
述调频装置基于所述检测装置和所述感应装置的数据并发电机组进行调频；所述采集装置
被构造为对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电机组的负荷进
行反馈；所述检测装置包括接收器和发送器，所述接收器被构造为接受所述发电机组的转
子的角度的当前值的测量，所述发送器被构造为存储发电机组供应侧和负载侧的输入和输
出序列，其中，所述序列包括发电机组转子角度的多个值的序列和发电机组的励磁电压的
多个值的对应序列，从而引起转子角的值；所述感应装置被构造为感测所述发电机组输出
功率的上升速率；以及检测输出电流的上升速率何时超过预定的上升速率阈值水平；所述
感应装置还被构造为响应于输出电流的上升速率超过预定的上升速率阈值电平而使所述
发电机组参与调节；检测输出电流的上升率何时超过预定的上升率阈值水平包括：检测何
时发电机组的供应侧电流从所述发电机组的负载侧流出；以及负载侧电流的大小何时超过
预定阈值水平；所述调频装置被构造为接收电流感测信号并提供测量信号，被配置为接收
测量信号的滤波操作并响应于测量信号的滤波操作和输出功率的期望值来确定输出频率
的计算值；所述调频装置还被构造为耦接至所述感应装置上并接收负载侧的更新电路，所
述更新电路还用于输出更新信号以更新调整信号，其中，如果更新信号的先前值小于计算
值，则所述更新信号的当前值基本上等于计算值；所述反馈装置包括反馈单元和功率检测
单元，所述反馈单元被构造为生成驱动信号以控制功率开关，所述功率检测单元被构造为
响应功率转换器的输出电流的电流感测信号和所述检测装置的当前测量值而产生调整信
号；所述采集装置采集器和采集转换器，所述采集器其耦合至所述采集转换器的次级侧；其
中，所述采集器包括反馈基准电路和输出功率采集电路；所述采集器被配置为生成次级驱
动信号并响应于驱动信号，并触发所述采集转换器的输出整流器的切换；所述反馈基准电
路被构造为对发电机组的负载侧的频率的变化进行检测；所述功率采集电路被构造为基于
负载侧的频率的变化，检测负载侧的功率因数；本发明还提供一种基于负荷反馈的火力发
电一次调频方法，所述调频方法包括更新所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出
序列，根据检测装置的数据将所述转子角和所述励磁电压的当前值附加到所述发电机组输
入序列、输出序列的末端，并去除控制所述发电机组的历史输入和输出序列中转子角和励
磁电压值；所述调频方法包括使用通过非线性函数，将所述发电机组供应侧和负载侧的输
入序列和输出序列映射到所述励磁电压的电流值，其中，所述非线性函数是在励磁电压的
当前值和发电机的状态，以及发电机状态与输入和输出序列之间的非线性映射函数；所述
调频方法包括执行将所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到励磁电
压的当前值，其中，发电机操作的输入和输出序列的值包括发电机的转子角的多个值的序
列发电机和励磁电压的多个值的对应序列，导致发电机转子角的值，并且其中将所述发电
机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到定义励磁电压的电流值的电流控制输
入；将励磁电压的当前值提交给发电机组的控制端；根据励磁电压的当前值，接收通过致动
发电机而引起的转子角的电流值；用相应的转子角和励磁电压电流值更新输入输出序列。

[0031] 实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，具体的，提供一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，所述调频
系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述检测装置被构
造为对发电机组进行输出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率
检测检测；所述调频装置基于所述检测装置和所述感应装置的数据并发电机组进行调频；
所述采集装置被构造为对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电
机组的负荷进行反馈；具体的，所述检测装置和所述感应装置均是对所述发电机组的参数
进行检测，用于保证所述发电机组能够依据负载侧的变化触发调频的操作；在本实施例中，
所述调频装置与所述反馈装置之间的配合使用使得整个发电机组的调整的响应速度能够
进一步的提升，加快了对快速性、补偿幅度、稳定时间因素的要求，另外，在本实施例中，所
述处理器分别与所述检测装置、所述感应装置、所述调频装置、所述反馈装置和采集装置之
间控制连接，并在所述处理器的集中控制下能够对各个装置相互配合，确保调频的速度增
快、响应速度得到优化；在本实施例中，所述采集装置与所述反馈装置的配合使用，对调频
后的输出的数据进行反馈并采集，使得所述发电机组能够得到精细的优化，有效的保证频
率控制的时间得到延长；在本实施例中，所述采集装置、反馈装置、发电机组和所述处理器
之间形成一个闭环的反馈系统，在采集装置检测到整个系统中存在频率的扰动，就会通过
所述反馈装置把调整信号进行传输，并由所述处理器通过对与发电机组相关联的装置进行
配合，提升对所述发电机组对扰动的调整能力；在本实施例中，所述发电机组设置为火力发
电设备，即：上述的与所述发电机组相关的装置或者设备是本领域的技术人员所熟知的设
备，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知调控所述发电机组输出的功率、力矩
等参数，因而，在本实施例中不再一一赘述；在本实施例中，发电方式通过采用气力发电的
方式，即：汽轮机带动发电机进行转动，从而产生电力；

[0032] 所述检测装置包括接收器和发送器，所述接收器被构造为接受所述发电机组的转子的角度的当前值的测量，所述发送器被构造为存储发电机组供应侧和负载侧的输入和输
出序列，其中，所述序列包括发电机组转子角度的多个值的序列和发电机组的励磁电压的
多个值的对应序列，从而引起转子角的值；具体的，所述接收器和所述发送器之间进行配
合，使得所述发电机组的数据进行采集，且在所述发电机组的转动的过程中转子的转动角
度获取所述发电机组预估的功率输出值，用于响应所述发电机组的电力的输出值；另外，在
本实施例中，检测所述发电机组的转子的转动的角度，通过一个计算周期中，转子的转动的
圈数获得所述转子的角度；在本实施例中，所述发送器采集所述发电机组供应侧和负载侧
的输入和输出序列，使得所述转子角度和所述发电机组的励磁电压的对用序列能够被检测
出来，获取励磁电压的序列能够得到发电机的励磁电压的变化引起转子角的值能够精准的
获取；所述发送器将输入和输出序列映射到励磁电压的当前值，通过发送器将励磁电压的
当前值提交给发电机的执行器，通过接收器接收根据励磁电压的电流值驱动发电机而产生
的转子角的电流值，并用转子角和励磁电压的相应电流值更新输入输出顺序；通过采用转
子角和励磁电压的相应电流值更新输入和输出序列能够保持与所述发电机组最相关的控
制数据；

[0033] 所述感应装置被构造为感测所述发电机组输出功率的上升速率；以及检测输出电流的上升速率何时超过预定的上升速率阈值水平；所述感应装置还被构造为响应于输出电
流的上升速率超过预定的上升速率阈值电平而使所述发电机组参与调节；检测输出电流的
上升率何时超过预定的上升率阈值水平包括：检测何时发电机组的供应侧电流从所述发电
机组的负载侧流出；以及负载侧电流的大小何时超过预定阈值水平；具体的，所述感应装置
感应所述发电机组的功率的输出的变化量，所述发电机组的输出的功率的变化量的值超过
设定的阀值时，使得所述反馈装置和所述调频装置的调频时机进行检测，另外，在本实施例
中，所述感应装置还对所述功率变化超过设定阀值的时间进行检测，用于调整所述调频装
置干涉所述发电机组的调频时机进行控制，用于保证所述发电机组能够调整频率变化对电
网产生的影响；另外，在本实施例中，所述感应装置还与所述发电机组进行闭环反馈，使得
所述感应装置检测到所述发电机组输出的功率的变化值产生改变后，如果超过设定的阀
值，且电网的频率的变化得到恢复后，通过调整所述发电机组的输出，获得最佳的运行比；

[0034] 所述调频装置被构造为接收电流感测信号并提供测量信号，被配置为接收测量信号的滤波操作并响应于测量信号的滤波操作和输出功率的期望值来确定输出频率的计算
值；所述调频装置还被构造为耦接至所述感应装置上并接收负载侧的更新电路，所述更新
电路还用于输出更新信号以更新调整信号，其中，如果更新信号的先前值小于计算值，则所
述更新信号的当前值基本上等于计算值；具体的，所述调频装置在接收所述感应装置或者
反馈装置的反馈信号后，通过发电机组负载侧的电路变化引起，通过所述调频装置的调频
操作使得所述发电机组对电网负荷进行补偿、修正电网频率的波动，从而达到最佳的效果；
所述调频装置还根据所述感应装置感测出来的所述发电机组的输出的期望的输出功率来
确定输出的频率值，并触发对所述汽轮机的调整信号，使得所述汽轮机进行开度的调整或
者将汽轮机转速与额定转速的差值直接转化为功率信号补偿或流量补偿；在本实施例中，
所述调整装置在对所述发电机组进行调频的过程中，对于大电网的频率稳定性，一次调频
应优先动作，即：根据所述先前值的变化预估变化的趋势，并调整所述汽轮机的调整；通过
所述调频装置和所述感应装置之间的配合使用，使得所述发电机组在运行的过程中依靠汽
轮发电机组本身的调节系统直接自动调整汽轮机调门完成电网负荷补偿，修正电网频率的
波动；

[0035] 所述反馈装置包括反馈单元和功率检测单元，所述反馈单元被构造为生成驱动信号以控制功率开关，所述功率检测单元被构造为响应功率转换器的输出电流的电流感测信
号和所述检测装置的当前测量值而产生调整信号；具体的，在本实施例中，所述反馈装置耦
合到所述汽轮机的控制回路中，并由所述反馈装置依据所述发电机负载侧的功率的输出；
进行调整所述汽轮机的蒸汽的供应量；在本实施例中，所述反馈装置在控制的过程中需要
控制功率开关以保证所述汽轮机的输出与当前电网存在的负荷变化进行补偿，同时，有效
的降低汽轮机在运行的过程中存在的非必要的额外输出；所述功率转换器耦合与所述感应
装置和所述反馈装置之间，并实时的采集所述发电机组和所述汽轮机的输出值、期望值、实
际值等常用的承参数，并更根据控制策略对所述汽轮机和发电机组相互匹配，用于保证整
个发电和一次调频的过程能够有效的展开；在本实施例中，所述功率转换器通过控制所述
汽轮机与所述发电机组之间的能量转移来提供调节后的输出电压、输出电流或输出功率；
通过控制电源开关和输出整流器的操作来控制能量的传递；为了提供受控的输出功率，所
述反馈单元被构造为感测输出电流以修改输出电压以将输出功率调节到期望值；所述反馈
单元包括输出功率控制电路，所述输出功率控制电路被构造为接收感测的输出电流和功率
信号，并计算将提供期望的输出功率的期望的输出电压，然后，输出功率控制电路输出调整
信号，该调整信号改变反馈信号；这样，然后改变驱动信号，并且将输出电压修改为提供期
望的输出功率的值；

[0036] 所述采集装置采集器和采集转换器，所述采集器其耦合至所述采集转换器的次级侧；其中，所述采集器包括反馈基准电路和输出功率采集电路；所述采集器被配置为生成次
级驱动信号并响应于驱动信号，并触发所述采集转换器的输出整流器的切换；所述反馈基
准电路被构造为对发电机组的负载侧的频率的变化进行检测；所述功率采集电路被构造为
基于负载侧的频率的变化，检测负载侧的功率因数；具体的，所述采集器在对所述发电机负
载侧的输出进行采集的过程中，对负载参数进行检测；所述负载参数包括电压值、电流值、
频率波动值、功率因数等参数进行采集；所述采集转换器被构造为对基于所述采集器的驱
动信号，并触发对整流器的切换；在此过程中，所述采集装置需要把检测到次级驱动信号转
换为标砖的控制信号，用于对把所述驱动信号传输到所述反馈装置或者所述调频装置中，
进而响应对整个系统的调频的操作；在本实施例中，所述反馈基准电路用于对所述负载侧
的基准信号的变化进行检测，使得后续的信号的变化的幅度能够与所述基准信号进行比
对，从而实现所述采集装置的信号的采集；同时，整个所述发电机组负载侧的功率采集电路
被构造为对所述负载侧的功率因数进行采集，使得所述发电机组在对所述电网的拨动的过
程中兼顾所述功率因数的变化，使得对电网利用率能够精准的检测出来；特别的，所述反馈
基准电路和所述输出功率采集电路是一种常见的检测电路，是本领域的技术人员所熟知，
本领域的技术人员也可以通过查询相关的技术手册获悉该电路的结构，因而在本实施例
中，不再一一赘述；

[0037] 本发明还提供一种基于负荷反馈的火力发电一次调频方法，所述调频方法包括更新所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列，根据检测装置的数据将所述转子
角和所述励磁电压的当前值附加到所述发电机组输入序列、输出序列的末端，并去除控制
所述发电机组的历史输入和输出序列中转子角和励磁电压值；具体的，所述调频方法包括
使用通过非线性函数，将所述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到所述
励磁电压的电流值，其中，所述非线性函数是在励磁电压的当前值和发电机的状态，以及发
电机状态与输入和输出序列之间的非线性映射函数；具体的，所述调频方法包括执行将所
述发电机组供应侧和负载侧的输入序列和输出序列映射到励磁电压的当前值，其中，发电
机操作的输入和输出序列的值包括发电机的转子角的多个值的序列发电机和励磁电压的
多个值的对应序列，导致发电机转子角的值，并且其中将所述发电机组供应侧和负载侧的
输入序列和输出序列映射到定义励磁电压的电流值的电流控制输入；将励磁电压的当前值
提交给发电机组的控制端；根据励磁电压的当前值，接收通过致动发电机而引起的转子角
的电流值；用相应的转子角和励磁电压电流值更新输入输出序列；具体的，所述检测装置被
构造为对所述发电机组的数据进行采集，采集的参数宝库但是不局限与以下列举的几种：
机械功率、转子角、相对转子角、电功率的动力学、阻尼常数、惯性常数和调速器时间常数
等；所述采集装置依赖于在线实时状态信息；另外，所述检测装置的接收器在每个时间实例
接收转子角的当前值；所述非线性函数是本领域的技术人员所熟知，本领域的技术人员也
可以通过查询相关的技术手册获悉该电路的结构，因而在本实施例中，不再一一赘述；

[0038] 存储器被配置为存储发电机的操作的值的输入和输出序列，所述输入序列和输出序列包括发电机的转子角的多个值的序列和发电机的转子角的对应序列；发电机励磁电压
的变化与转子角的值产生为同步的变化；在本实施例中，根据所述发电机组的运行数据确
定控制策略；因为控制策略是根据励磁电压和转子角度的值对的输入和输出顺序确定的，
所以所述控制策略是数据驱动的；另外，在本实施例中，所述发电机组的致动器提供激励电
压，并通过接收器接收根据激励电压的电流值驱动发电机而产生的转子角的电流值，并用
相应的输入和输出序列更新转子角和励磁电压的当前值；同步的频率和电压校正，并且通
过发电机之间的相邻通信来调整所述汽轮机的控制响应，用于调整所述发电机组的输出；
所述发电机组的控制器执行发电机组的输出反馈控制，以利用检测装置的频率和电压校正
修改的频率和电压基准来调节它们的有功和无功输出；所述发电机组的控制器验证公共耦
合点的两侧之间的同步参数失配何时小于预定阈值，通过将汽轮机的外围控制装置对所述
汽轮机的减少供气量；

[0039] 将使用从断路器两侧收集的局部测量值，或者使用微电网和已标识的相邻电网之间的开关进行切换，并且来自相邻发电机的同步控制器的同步校正所需的总和，以通过使
用输出反馈控制在同步过程中通过调节发电机的有功功率和无功功率来同时调节频率和
电压；次级控制的目标是消除微电网频率和电压及其标称值之间的稳态偏差；转子角度传
感器分别安装在发电站的两个发电机中；在线测量和数据驱动控制策略共同工作，以提高
执行某些特定任务的电源控制系统的性能；转子角度传感器的示例包括光学编码器、电容
式、磁性传感器。

[0040] 实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，具体的，提供一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统，所述调频
系统包括检测装置、感应装置、调频装置、反馈装置、采集装置和处理器，所述检测装置被构
造为对发电机组进行输出电力的检测；所述感应装置用于检测所述发电机组的输出的功率
检测检测；所述调频装置基于所述检测装置和所述感应装置的数据并发电机组进行调频；
所述采集装置被构造为对调频后的电力输出进行采集，所述反馈装置被构造为对所述发电
机组的负荷进行反馈；具体的，所述检测装置和所述感应装置均是对所述发电机组的参数
进行检测，用于保证所述发电机组能够依据负载侧的变化触发调频的操作；在本实施例中，
所述调频装置与所述反馈装置之间的配合使用使得整个发电机组的调整的响应速度能够
进一步的提升，加快了对快速性、补偿幅度、稳定时间因素的要求，另外，在本实施例中，所
述处理器分别与所述检测装置、所述感应装置、所述调频装置、所述反馈装置和采集装置之
间控制连接，并在所述处理器的集中控制下能够对各个装置相互配合，确保调频的速度增
快、响应速度得到优化；在本实施例中，所述采集装置与所述反馈装置的配合使用，对调频
后的输出的数据进行反馈并采集，使得所述发电机组能够得到精细的优化，有效的保证频
率控制的时间得到延长；在本实施例中，所述采集装置、反馈装置、发电机组和所述处理器
之间形成一个闭环的反馈系统，在采集装置检测到整个系统中存在频率的扰动，就会通过
所述反馈装置把调整信号进行传输，并由所述处理器通过对与发电机组相关联的装置进行
配合，提升对所述发电机组对扰动的调整能力；在本实施例中，所述发电机组设置为火力发
电设备，即：上述的与所述发电机组相关的装置或者设备是本领域的技术人员所熟知的设
备，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知调控所述发电机组输出的功率、力矩
等参数，因而，在本实施例中不再一一赘述；在本实施例中，发电方式通过采用气力发电的
方式，即：汽轮机带动发电机进行转动，从而产生电力；且在本实施例中，所述发电机组在汽
轮机的带动下产生电力的过程中，需要对所述发电机组的励磁进行检测；

[0041] 所述调频系统还包括励磁装置，所述励磁装置被构造为对所述发电机组的励磁进行检测，并基于所述励磁装置的检测，对调整所述汽轮机和所述发电机组的状态；在本实施
例中，所述励磁装置包括励磁电流传感器、电枢电流表、电枢电压表、计算模块和比较器模
块；所述励磁电流传感器被构造为连接到发电机组的励磁绕组上，并通过所述励磁电流传
感器检测所述励磁绕组上的电流；电枢电流表被构造为与所述发电机组的电枢绕组相接；
电枢电压表被构造为与所述发电机组的电枢绕组的相连接；所述计算模块被构造为连接到
所述电枢电流表和所述电枢电压表，其中，所述计算模块被配置为根据电枢电流测量值和
电枢电压来计算理论励磁电流测量；

[0042] 所述比较器模块被构造为连接到励磁电流传感器和所述计算模块，其中，所述比较器模块被构造为在励磁电流测量值和理论励磁电流乘以一定系数之间进行比较；如果所
述比较器模块检测到励磁电流测量值大于理论励磁电流乘以特定系数，则向保护构件发送
跳闸信号，用于对所述汽轮机或者所述发电机组发送中断的指令，以保护所述发电机组的
安全；

[0043] 所述励磁装置还包括连接至比较器模块的计时器；其中，所述计时器被配置为在预定时间间隔内延迟将所述跳闸信号发送至所述保护构件；每个电枢分别连接到所述同步
电机的电枢绕组的相位；所述电枢电压表被构造为分别电连接到所述同步电动机的电枢绕
组的相位；另外，所述电枢电流计被构造为与每个电枢分别连接到所述同步电机的电枢绕
组的相位；所述电枢电压表被构造为分别电连接到所述同步电动机的电枢绕组的相位；特
别的，所述电枢电流表包括电流互感器，所述电枢电压表包括电压互感器，使得所述电枢电
流表和所述电枢电压表均能对高压电路进行检测，增加整个装置的应用场景。

[0044] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

[0045] 综上所述，本发明的一种基于负荷反馈的火力发电一次调频系统及方法，通过采用所述调频装置在接收所述感应装置或者反馈装置的反馈信号后，使得发电机组负载侧的
电路变化引起，通过所述调频装置的调频操作使得所述发电机组对电网负荷进行补偿、修
正电网频率的波动，从而达到最佳的效果；通过采用所述感应装置还与所述发电机组进行
闭环反馈，使得所述感应装置检测到所述发电机组输出的功率的变化值产生改变后，如果
超过设定的阀值，且电网的频率的变化得到恢复后，通过调整所述发电机组的输出，获得最
佳的运行比；通过采用所述调频装置还根据所述感应装置感测出来的所述发电机组的输出
的期望的输出功率来确定输出的频率值，并触发对所述汽轮机的调整信号，使得所述汽轮
机进行开度的调整或者将汽轮机转速与额定转速的差值直接转化为功率信号补偿或流量
补偿；通过采用通过所述调频装置和所述感应装置之间的配合使用，使得所述发电机组在
运行的过程中依靠汽轮发电机组本身的调节系统直接自动调整汽轮机调门完成电网负荷
补偿，修正电网频率的波动；通过采用整个所述发电机组负载侧的功率采集电路被构造为
对所述负载侧的功率因数进行采集，使得所述发电机组在对所述电网的拨动的过程中兼顾
所述功率因数的变化，使得对电网利用率能够精准的检测出来；通过采集装置检测到整个
系统中存在频率的扰动，就会通过所述反馈装置把调整信号进行传输，并由所述处理器通
过对与发电机组相关联的装置进行配合，提升对所述发电机组对扰动的调整能力。

[0046] 虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。
各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所
描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某
些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和
元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权
利要求的范围。

[0047] 在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算
法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限
制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于
实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功
能和布置进行各种改变。

[0048] 综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明
的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样
落入本发明权利要求所限定的范围。