一种火电机组变负荷速率的控制方法及系统与流程

本发明属于火电机组控制，具体涉及一种火电机组变负荷速率的控制方法及系统。

背景技术：

1、近年来，太阳能、风能等可再生资源发电迅速发展，而其运行模式具有间歇性工作的特点，为充分消纳可再生能源发电，越来越多的大型火电机组频繁参与调峰任务。

2、调峰任务要求机组具有较高的运行灵活性，既要求机组能够在较大的负荷范围内平稳运行，又要求机组具有较高的变负荷速率，同时满足机组变负荷“快”和“稳”的要求是火电机组面临的新挑战。

3、现有的火电机组利用手动输入负荷变化率改变机组的负荷变化率，对新能源发电的调频调峰能力相对较差，以致电网的调度运行的压力越来越大，供电品质受到的影响也越来越明显。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中新能源发电的调频调峰能力相对较差，致使电网的调度运行的压力越来越大，供电品质受到的影响越来越明显的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种火电机组变负荷速率的控制方法，包括以下步骤：

3、获取目标负荷与速率后目标负荷，相减得到目标负荷偏差值；

4、获取主汽压力实际值，由主汽压力设定值减去主汽压力实际值得到当前主汽压力偏差值；

5、当目标负荷偏差值大于等于预设的高报警值时，则由当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率，得到当前机组的负荷变化率；

6、当目标负荷偏差值小于等于预设的低报警值时，则由当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率，得到当前机组的负荷变化率；

7、当目标负荷偏差值大于预设低报警值且小于预设的高报警值时，则当前机组的负荷变化率为初始负荷变化率，其中，初始负荷变化率为手动输入的负荷变化率。

8、当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数的获取过程为：

9、取多个为负的升负荷主汽压力偏差值，根据升负荷主汽压力偏差值绝对值的大小，由小到大依次获取升负荷主汽压力偏差值对应的升负荷变化率的修正系数；

10、基于升负荷主汽压力偏差值，与对应的升负荷变化率的修正系数，拟合得到表征升负荷过程中主汽压力偏差值与升负荷变化率的修正系数之间关系的第一折线函数；

11、当目标负荷偏差值大于等于预设的高报警值时，通过所述第一折线函数得到当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数。

12、获取升负荷主汽压力偏差值对应的升负荷变化率的修正系数包括以下步骤：步骤s41:将机组初始状态主汽压力偏差值设置为以升负荷主汽压力偏差值为中心预设范围内的值，预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的升负荷修正参数；

13、步骤s42:对机组升负荷，当机组达到稳定状态后，判断机组达到稳定状态后，第一主汽压力实际偏差值是否小于机组偏差设定值，其中，第一主汽压力实际偏差值为当机组达到稳定状态后的主汽压力偏差值，流化床锅炉对应的机组偏差设定值为1.5mpa，煤粉锅炉对应的机组偏差设定值1.0mpa；

14、步骤s43:如果主汽压力第一实际偏差值小于机组偏差设定值，则以预设步长，增大预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的升负荷修正参数；

15、如果主汽压力第一实际偏差值大于等于机组偏差设定值，则以预设步长，减小预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的升负荷修正参数；

16、步骤s44:根据更新后的预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的升负荷修正参数，更新预设步长，重复执行步骤s41-s43，直至得到使主汽压力第一实际偏差值小于机组偏差设定值，且为最大预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的升负荷修正参数，作为升负荷主汽压力偏差值对应的升负荷变化率的修正系数。

17、当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数的获取过程为：取多个为正的降负荷主汽压力偏差值，根据降负荷主汽压力偏差值绝对值的大小，由小到大依次获取降负荷主汽压力偏差值对应的降负荷变化率的修正系数；基于降负荷主汽压力偏差值，与对应的降负荷变化率的修正系数，拟合得到表征降负荷过程中主汽压力偏差值与降负荷变化率的修正系数之间关系的第二折线函数；

18、当目标负荷偏差值小于等于预设的低报警值时，通过所述第二折线函数得到当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数。

19、获取降负荷主汽压力偏差值对应的降负荷变化率的修正系数包括以下步骤：步骤s51:将机组初始状态主汽压力偏差值设置为以降负荷主汽压力偏差值为中心预设范围内的值，预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的降负荷修正参数；

20、步骤s52:对机组降负荷，当机组达到稳定状态后，判断机组达到稳定状态后，第二主汽压力实际偏差值是否小于机组偏差设定值，其中，第二主汽压力实际偏差值为当机组达到稳定状态后的主汽压力偏差值，流化床锅炉对应的机组偏差设定值为1.5mpa，煤粉锅炉对应的机组偏差设定值1.0mpa；

21、步骤s53:如果主汽压力第二实际偏差值小于机组偏差设定值，则以预设步长，增大预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的降负荷修正参数；

22、如果主汽压力第二实际偏差值大于等于机组偏差设定值，则以预设步长，减小预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的降负荷修正参数；

23、步骤s54:根据更新后的预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的降负荷修正参数，更新预设步长，重复执行步骤s51-s53，直至得到使主汽压力第二实际偏差值小于机组偏差设定值，且为最大预设机组初始状态主汽压力偏差值对应的降负荷修正参数，作为降负荷主汽压力偏差值对应的降负荷变化率的修正系数。

24、当目标负荷偏差值大于等于预设的高报警值时，当前机组的负荷变化率为：将主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率得到的值，与机组的最大限制负荷变化率、最小限制负荷变化率分别进行比较；当其大于等于机组的最大限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最大限制负荷变化率；

25、当其小于等于机组的最小限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最小限制负荷变化率；

26、当其小于机组的最大限制负荷变化率且大于机组的最小限制负荷变化率，则当前机组的负荷变化率为当前主汽压力偏差值对应的升负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率。

27、当目标负荷偏差值小于等于预设的低报警值时，当前机组的负荷变化率为：将主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率得到的值，与机组的最大限制负荷变化率、最小限制负荷变化率分别进行比较；当其大于等于机组的最大限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最大限制负荷变化率；

28、当其小于等于机组的最小限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最小限制负荷变化率；

29、当其小于机组的最大限制负荷变化率且大于机组的最小限制负荷变化率，则当前机组的负荷变化率为当前主汽压力偏差值对应的降负荷变化率的修正系数乘以初始负荷变化率。

30、当目标负荷偏差值小于预设的高报警值且大于预设的低报警值时，当前机组的负荷变化率为：

31、将初始负荷变化率与机组的最大限制负荷变化率、最小限制负荷变化率分别进行比较；

32、当其大于等于机组的最大限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最大限制负荷变化率；

33、当其小于等于机组的最小限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最小限制负荷变化率；

34、当其小于机组的最大限制负荷变化率且大于机组的最小限制负荷变化率，则当前机组的负荷变化率为初始负荷变化率。

35、本技术实施例一种火电机组变负荷速率的控制系统包括：

36、负荷变化率输入模块，输入端用于接收初始负荷变化率，输出端与乘法模块第二输入端相连接，其中初始负荷变化率为手动输入的负荷变化率；

37、第一减法模块，第一输入端用于接收目标负荷，第二输入端用于接收速率后目标负荷，第一输出端与高报警模块输入端相连接，第二输出端与低报警模块输入端相连接，用于将获得的目标负荷与速率后目标负荷相减，得到目标负荷偏差值；

38、高报警模块，输入端与第一减法模块第一输出端相连接，输出端与第一门模块第二输入端相连接，用于判断目标负荷偏差值是否大于等于预设的高报警值，若目标负荷偏差值大于等于预设的高报警值，则输出为1，否则输出为0；

39、低报警模块，输入端与第一减法模块第二输出端相连接，输出端与第二门模块第一输入端相连接，用于判断目标负荷偏差值是否小于等于预设的低报警值，若目标负荷偏差值小于等于预设的低报警值，则输出为1，否则输出为0；

40、第一门模块，第一输入端用于接收机组协调方式已投入的ccs信号，第二输入端用于与高报警模块输出端相连接，用于当高报警模块输出为1且机组协调方式已投入信号ccs信号输出1时，输出为1，否则输出为0；

41、第二门模块，第一输入端与低报警模块输出端相连接，第二输入端用于接收机组协调方式已投入的ccs信号，用于当低报警模块输出1且机组协调方式已投入信号ccs信号输出1时，输出为1，否则输出为0；

42、第二减法模块，第一输入端用于接收主汽压力设定值，第二输入端用于接收主汽压力实际值，第一输出端与第一修正模块输入端连接，第二输出端与第二修正模块输入端连接，用于计算主汽压力设定值减去主汽压力实际值，得到当前主汽压力偏差值；

43、第一修正模块，输入端与第二减法模块第一输出端相连接，输出端与第一切换模块第一输入端相连接，用于得到当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数；

44、第二修正模块，输入端与第二减法模块第二输出端相连接，输出端与第二切换模块第一输入端相连接，用于得到当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数；

45、第一切换模块，第一输入端用于接收当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数，第二输入端与常数模块输出端相连接，第三输入端用于与第一门模块输出端相连接，输出端与第二切换模块第二输入端相连接，用于当第一门模块输出为1时，第一切换模块输出当前主汽压力偏差值所对应的升负荷变化率的修正系数，当第一门模块输出为0时，则第一切换模块输出常数模块设定值，其中，常数模块设定值为1；

46、第二切换模块，第一输入端用于接收当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数，第二输入端与第一切换模块输出端相连接，第三输入端用于与第二门模块输出端相连接，输出端与乘法模块第一输入端相连接，用于当第二门模块输出为1时，第二切换模块输出当前主汽压力偏差值所对应的降负荷变化率的修正系数，当第二门模块输出为0，则第二切换模块输出第一切换模块输出端的输出值；

47、乘法模块，第一输入端与第二切换模块输出端相连接，第二输入端用于接收初始负荷变化率，用于将初始负荷变化率与第二切换模块输出端的输出值相乘，得到此时机组的负荷变化率。

48、还包括限幅模块，输入端与乘法模块输出端相连接，输出端输出当前机组的负荷变化率，用于将乘法模块的输出值与机组的最大限制负荷变化率、最小限制负荷变化率分别进行比较；

49、当乘法模块的输出值大于等于机组的最大限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最大限制负荷变化率；

50、当乘法模块的输出值小于等于机组的最小限制负荷变化率时，当前机组的负荷变化率为机组的最小限制负荷变化率；

51、当乘法模块的输出值小于机组的最大限制负荷变化率且大于机组的最小限制负荷变化率，则当前机组的负荷变化率为乘法模块的输出值。

52、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

53、本发明通过利用主汽压力设定值和主汽压力实际值之间的偏差值来实时地改变火电机组协调控制系统升降负荷的速率，完善优化了火电机组负荷速率控制策略。即根据当时机组主汽压力设定值和主汽压力实际值的偏差对应不同修正系数，且区分在升负荷的过程中，主汽压力设定值小于实际值时加大机组的升负荷速率，以及在降负荷的过程中，主汽压力设定值大于实际值时，加大机组的降负荷速率，减小了主汽压力偏差的波动，既能更好地稳定机组压力，又可以提高机组负荷响应的能力，满足电网调频调峰的需求。