一种基于热电联产的调频的动态调控方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于热电联产的调频的动态调控方法和系统，包括DCS系统、DEH系统，PMU系统，同源控制装置，RTU系统和调度系统；DCS系统与同源控制装置和RTU系统连接；DEH系统与同源控制装置连接；PMU系统与同源控制装置连接；同源控制装置与PMU系统、DCS系统、DEH系统和RTU系统连接；RTU系统与DCS系统、同源控制装置和调度系统连接；调度系统与RTU系统连接。

权利要求

1.一种基于热电联产的调频的动态调控系统，其特征在于，包括：DCS模块、DEH模块，PMU模块，RTU模块，同源控制模块，所述DEH模块、PMU模块和DCS模块连接所述同源控制模块；所述RTU模块与所述DCS模块、同源控制模块连接；

通过PMU模块向所述同源控制模块发送电平信号，并接收调频指令；

所述同源控制模块根据所述调频指令向所述DCS模块发送调频数据和报警信号，向DEH模块发送调频数据和大扰动实验信号；

所述DCS模块根据所述调频指令向所述同源控制模块发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号，并执行调频动作，所述调频动作的过程为：发电机组从频率偏差超出死区，单台机组开始快速响应频率的变化，按照各自静特性相应增大出力，随着全网机组出力的增加，频率逐渐稳定并开始上升，直至频率偏差恢复到死区范围内；

所述RTU模块用于当从网卡上传来的一个数据包后，根据配置定义和RTU数据包标准协议检测数据包的有效性，所述数据包的有效性包括：完整性和/或是否重复；若所述有效性具有缺陷，则该数据包无效；

还包括数据计算模块，所述数据计算模块将从DCS模块采集的AGC指令信号、功率反馈信号与从所述RTU模块镜像采集的AGC指令信号、功率信号进行对比分析，同时将分析结果通过AO模块送至所述DCS模块中对AGC指令信号和功率反馈信号进行修正处理。

2.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述DCS模块和DEH模块还用于进行逻辑改造，以配合同源控制模块工作。

3.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述DCS模块包括：

第一切换功能模块，用于判断所述调频指令是否满足信号品质阈值，若是，则通过第一预置管脚接收所述调频指令；

判断所述调频指令是否异常，若是，则通过第二预置管脚接收所述调频指令。

4.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述同源控制模块还包括：判断所述调频指令是否小于第一信号阈值；

若是，则切断该信号，并复位输出信号；

若否，则切断保留该信号。

5.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述同源控制模块还包括：判断所述调频指令是否异常；

若是，则故障发出报警。

6.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述同源控制模块，还包括：判断所述调频指令是否在第二信号阈值的幅度内。

7.如权利要求1所述的动态调控系统，其特征在于，所述调频指令经所述PMU模块进入DCS模块，所述DCS模块对所述调频指令进行逻辑判断，并发出所述调频指令，执行调频动作后，动作信号和转速信号通过PMU模块反馈给电网公司。

8.一种基于热电联产的调频的动态调控系统的调控方法，其特征在于，所述动态调控系统包括DCS模块、DEH模块，PMU模块，RTU模块，同源控制模块，数据计算模块，所述DEH模块、PMU模块和DCS模块连接所述同源控制模块；所述RTU模块与所述DCS模块、同源控制模块连接；所述调控方法包括：通过PMU模块向所述同源控制模块发送电平信号，并接收调频指令；

所述同源控制模块根据所述调频指令向所述DCS模块发送调频数据和报警信号，向DEH模块发送调频数据和大扰动实验信号；

所述DCS模块根据所述调频指令向所述同源控制模块发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号，并执行调频动作，所述调频动作的过程为：发电机组从频率偏差超出死区，单台机组开始快速响应频率的变化，按照各自静特性相应增大出力，随着全网机组出力的增加，频率逐渐稳定并开始上升，直至频率偏差恢复到死区范围内；

所述RTU模块用于当从网卡上传来的一个数据包后，根据配置定义和RTU数据包标准协议检测数据包的有效性，所述数据包的有效性包括：完整性和/或是否重复；若所述有效性具有缺陷，则该数据包无效；

所述数据计算模块将从DCS模块采集的AGC指令信号、功率反馈信号与从所述RTU模块镜像采集的AGC指令信号、功率信号进行对比分析，同时将分析结果通过AO模块送至所述DCS模块中对AGC指令信号和功率反馈信号进行修正处理。

说明书

一种基于热电联产的调频的动态调控方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电网调频领域，尤其涉及一种基于热电联产的调频的动态调控方法和系统。

背景技术

[0002] 为了保证电网安全稳定运行，一个重要手段是进行调频，其是指当电网频率超出规定的正常范围后，电网频率的变化将使电网中参与调频的各机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡，并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。

[0003] 目前在DEH侧采用的汽轮机实际转速信号作为调频控制信号，其精准度达不到要求，另外，与电网实际频率存在偏差，在电网频率发生较小波动时很难反应电网频率真实的波动情况，很大程度上会造成误动或拒动，会影响调频控制的响应速度和调节效果。

[0004] 热电联产机组的调频需要实时采集机组频率信号和参与控制，如果机组频率信号精确性不好或者信号不同同源很可能无法达到调频控制指标要求。为了保证电网的安全经济运行，提高电能质量和电网频率的控制水平，迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动，电网对热电联产机组的调频要求越来越高。

[0005] 因此，需要一种新的基于热电联产的调频的动态调控方法和系统来实现热电联产机组对电网需求响应的快速、准确、稳定，是提升机组考核指标、增强系统调节能力的迫切需求。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于热电联产的调频的动态调控方法和系统。

[0007] 本发明提供了一种基于热电联产的调频的动态调控系统，包括：DCS模块、DEH模块，PMU模块，同源控制模块，所述DEH模块、PMU模块和DCS模块连接所述同源控制模块；

[0008] 所述PMU模块向所述同源控制模块发送电平信号，并接收调频指令；

[0009] 所述同源控制模块向所述DCS模块发送调频数据和报警信号，向DEH模块发送调频数据和和大扰动实验信号；

[0010] DCS模块向同源控制模块发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号，并执行调频动作。

[0011] 可选的，所述DCS模块和DEH模块还用于进行逻辑改造，以配合同源控制模块工作。

[0012] 可选的，所述DCS模块包括：

[0013] 第一切换功能模块，用于判断所述调频指令是否满足信号品质阈值，若是，则通过第一预置管脚接收所述调频指令；

[0014] 判断所述调频指令是否异常，若是，则通过第二预置管脚接收所述调频指令。

[0015] 可选的，所述同源控制模块还包括：判断所述调频指令是否小于第一信号阈值；

[0016] 若是，则切断该信号，并复位输出信号；

[0017] 若否，则切断保留该信号。

[0018] 可选的，所述同源控制模块还包括：判断所述调频指令是否异常；

[0019] 若是，则故障发出报警。

[0020] 可选的，所述同源控制模块，还包括：判断所述调频指令是否在第二信号阈值的幅度内。

[0021] 可选的，所述RTU模块包括：

[0022] 当从网卡上传来的一个数据包后，用于根据配置定义和RTU数据包标准协议检测数据包的有效性。

[0023] 可选的，所述数据包的有效性包括：完整性和/或是否重复；

[0024] 若所述有效性具有缺陷，则该数据包无效。

[0025] 可选的，所述调频指令经所述PMU模块进入DCS模块，所述DCS模块对所述调频指令进行逻辑判断，并发出所述调频指令，执行调频动作后，动作信号和转速信号通过PMU模块反馈给电网公司。

[0026] 本申请还提供一种基于热电联产的调频的动态调控方法，包括：通过PMU模块向所述同源控制模块发送电平信号，并接收调频指令；

[0027] 所述同源控制模块根据所述调频指令向所述DCS模块发送调频数据和报警信号，向DEH模块发送调频数据和和大扰动实验信号；

[0028] 所述DCS模块根据所述调频指令向所述同源控制模块发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号，并执行调频动作。

[0029] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明采用同源控制模块，将PUM系统上的频率和功率引入系统，保证DEH模块调频信号和功率信号采用单一信号和同源信号，提升的频率采集的可靠性和符合传输的一致性，实现同源矫正，提升负荷控制精度和AGC信号同源，进而提升机组考核指标、增强系统调节能力，实现热电联产机组快速、准确、稳定地对电网需求进行响应。

附图说明

[0030] 图1为本发明实施例一提供的一种基于热电联产的调频的动态调控方系统方框图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0032] 在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

[0033] 发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式，是指同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂，同样该机组称为热电联产机组。

[0034] 按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或热电联产机组，通过电厂或热电联产机组的自动调节装置，实现对发电机功率的自动控制。

[0035] 自动增益控制(AGC)是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，提高直放站对输出信号电平控制的能力，且通过控制直放站的增益来达到此目的。

[0036] 实施例一

[0037] 如图1所示，本申请所述基于热电联产的调频的动态调控系统，包括：DCS(分散控制)模块101、DEH(辅助控制)模块102，PMU(电源管理)模块103，同源控制模块104。

[0038] DCS模块101连接同源控制模块104和RTU模块105；DEH模块102连接同源控制模块104；PMU模块103与同源控制模块104连接；同源控制模块104与PMU模块103和DCS模块101连接。

[0039] 所述系统还包括：RTU模块(远程终端)105和调度模块106，DEH模块102和RTU模块105连接；RTU模块105与DCS模块101、同源控制模块104和调度模块106连接；调度模块106与RTU模块105连接。

[0040] PMU模块103，用于向同源控制模块104发送电压电流信号；还用于接收调频指令。

[0041] 同源控制模块104用于向DCS模块101发送调频数据和报警信号；还用于向DEH模块102发送调频数据和和大扰动实验信号。

[0042] DCS模块101用于向同源控制模块104发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号；还用于执行调频动作。

[0043] 可选地，DCS模块101和DEH模块102还用于进行逻辑改造，以配合同源控制模块104进行工作。

[0044] 可选地，所述DCS模块101增加第一切换功能模块，用于判断所述调频指令是否满足信号品质阈值，若是，则通过第一预置管脚接收所述调频指令；判断所述调频指令是否异常，若是，则通过第二预置管脚接收所述调频指令。

[0045] 可选地，所述同源控制模块104，用于判断所述调频指令是否小于第一信号阈值；若是，则切断该信号，并复位输出信号；若否，则切断保留该信号。

[0046] 可选地，同源控制模块104具体用于判断调频指令是否异常，如判断调频指令异常则故障报警。

[0047] 可选地，所述同源控制模块104，还用于判断调频指令是否在第二信号阈值的幅度内。

[0048] 可选地，RTU模块用于当从网卡上传来的一个数据包后，根据配置定义和RTU数据包标准协议检测数据包的有效性。

[0049] 进一步地，数据包的有效性包括该数据包的完整性、是否重复等做进一步的校验，如出现错误，认为该数据包无效，将其丢弃处理。

[0050] 可选地，调频指令经PUM系统103进入DCS模块101，DCS模块101进行逻辑判断发出调频指令，调频动作后，动作信号、转速信号通过PUM系统103反馈给电网公司。

[0051] 可选地，一种基于热电联产的调频的动态调控方法，通过PMU模块向所述同源控制模块发送电平信号，并接收调频指令。

[0052] 所述同源控制模块根据所述调频指令向所述DCS模块发送调频数据和报警信号，向DEH模块发送调频数据和和大扰动实验信号。

[0053] 所述DCS模块根据所述调频指令向所述同源控制模块发送负荷信号、主气压信号和总阀位信号，并执行调频动作。

[0054] 实施例二

[0055] 本发明实施例二提供一种基于热电联产的调频的动态调控系统，包括DCS模块101、DEH模块102，PMU模块103，同源控制模块104，另外还包括：RTU模块105和调度模块106。

[0056] 本实施例中，DCS模块101可以包括数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、循序控制系统SCS、锅炉炉膛安全控制系统FSSS、数字式电液控制系统DEH、锅炉吹灰程控系统、循环泵房控制系统等。还包括：PMU模块103，同源控制模块104位于电厂端。

[0057] 例如，电力调度中心对调频检测的手段和方法之一，在发电厂安装同步相量测量装置PMU，通过调度中心主站实现对电力系统动态过程的检测和分析，国家电网公司下属各声电子调度中心的调频考核系统通过同步相量测量装置自动判定机组本月各次调频动作是否合格。

[0058] 调频指令经PUM系统103进入同源控制模块，并传输到DCS模块101，DCS模块101进行逻辑判断发出调频指令，调频动作后，动作信号、转速信号通过PUM系统103反馈给电网公司。

[0059] 可选地，调频动作的过程为：发电机组从频率偏差超出死区，单台机组开始快速响应频率的变化，按照各自静特性相应增大出力，随着全网机组出力的增加，频率逐渐稳定并开始上升，直至频率偏差恢复到死区范围内。调频动作的持续时间为从频率偏差超出调频死区开始到频率偏差回到调频死区范围内的持续时间。火电机组调频死区的频率为0.033Hz。电厂调频过程中采取网厂信号同源，即信号源相同。

[0060] 其中，火力发电机组调频试验及性能验收导则(GB/T 30370‑2013)中要求，机组调频死区为±0.033Hz，因此所述HLLMT高低限报警模块8的高低限值中的高限值设为50.033Hz，低限值设为49.967Hz。

[0061] 可选地，调频与AGC的控制关系为：以调频负荷动作为优先控制方式，AGC负荷指令次之。当电网AGC负荷指令与调频负荷指令的升、降负荷变化方向相同时。不禁止AGC负荷指令的变化，AGC负荷指令叠加调频负荷指令为实际负荷指令。当电网AGC负荷指令与调频负荷指令的升、降负荷变化方向相反时，保持AGC负荷指令不变化，允许调频负荷指令变化，调频负荷指令叠加保持的AGC负荷指令作为实际负荷指令。

[0062] DCS模块101与同源控制模块104和RTU模块105连接；可选地，DCS模块101和DEH模块102增加切换功能模块，用于第一切换功能模块，用于判断所述调频指令是否满足信号品质阈值，若是，则通过第一预置管脚接收所述调频指令；判断所述调频指令是否异常，若是，则通过第二预置管脚接收所述调频指令。

[0063] 其中，切换条件设置为：手动切换、调频指令故障切断、同源控制模块异常。

[0064] DEH模块102与同源控制模块104连接，接收所述同源控制模块发送的调频数据和大扰动实验信号。

[0065] PMU模块103与同源控制模块104连接；同源控制模块104与PMU模块103、DCS模块101、DEH模块102和RTU模块105连接，用于扰动测试控制。

[0066] 可选地，同源控制模块104，还用于小信号切断；进一步地，同源控制模块104用于小信号切断时，同源控制模块104具体用于判断调频指令是否小于第一信号阈值，是则切断该信号，复位输出信号；否则不切断该信号。

[0067] 例如，第一信号阈值为0.3MW；可选地，同源控制模块104，还用于故障报警。进一步地，同源控制模块104用于故障报警时，同源控制模块104具体用于判断调频指令是否异常，如判断调频指令异常则故障报警。

[0068] 可选地，同源控制模块104，还用于限制幅度。进一步地，同源控制模块104用于限制幅度时，同源控制模块104具体用于判断调频指令是否在第二信号阈值的幅度内。

[0069] 例如，第二信号阈值的幅度为26.4MV，可选地，同源控制模块104采用双核CPU，其中包含一个32位ARM处理器和32位浮点数字信号处理器；同源控制模块104的频率采集装置与电压互感器相连，实现了与上传调度的频率信号同源。

[0070] RTU模块105与DCS模块101、同源控制模块104和调度模块106连接，用于当从网卡上传来的一个数据包后，根据配置定义和RTU数据包标准协议检测数据包的有效性。

[0071] 可选地，数据包的有效性包括该数据包的完整性、是否重复等做进一步的校验，如出现错误，认为该数据包无效，将其丢弃处理。

[0072] 调度模块106与RTU模块105连接。例如，DCS模块为上海新华XDC‑800系统；汽机调节系统为数字电液调节系统，DEH模块为上海新华XDC‑800系统。

[0073] 数据分析模块：此模块主要针对于数据采集模块RTU镜像程序所收集的数据包，根据配置文件中定义的规则截取位置字段，并对解析出的数据进行工程量转。处理好的数据写入数据库，同时将结果返回给RTU镜像程序。

[0074] 数据计算模块：将从DCS采集的AGC指令信号、功率反馈信号与从RTU镜像采集的AGC指令信号、功率信号进行对比分析，同时将分析结果通过AO模块送至DCS中对AGC指令和功率反馈信号进行修正处理，AGC信号校正需考虑RTU与DCS模块之间的时间同步性问题。

[0075] 数据备份模块：对采集数据和分析结果进行存储，以便于日后进行分析。数据存储时常需大于1个月。

[0076] 实施例三

[0077] 本发明实施例二提供一种基于热电联产的调频的动态调控方法，包括以下步骤：

[0078] 步骤201：

[0079] 获得传统汽轮机转速信号组和高精度智能变送器装置组采集的发电机主变高压侧频率信号组，其中发电机主变高压侧频率信号组包括DEH侧调频窄频信号组、DEH侧调频宽频信号组、CCS侧调频窄频信号组和CCS侧调频宽频信号组。

[0080] 在传统汽轮机转速信号组和DEH侧调频窄频信号组中选择最优信号，将其转化为转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得DEH侧调频频率修正量，并叠加到汽轮机高调阀综合流量上动作高调门。

[0081] 对CCS侧调频窄频信号组中所有CCS侧调频窄频信号的取均值，并获得对应的转速信号，通过转速信号和压力修正系数，获得CCS侧调频频率修正量，并叠加到CCS侧汽机主控指令上。

[0082] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。