一种提高AGC负荷响应快速性的方法

摘要

本发明涉及一种提高AGC负荷响应快速性的方法，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS及DEH部分，机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中，CCS最终形成机组实际负荷指令并下发，该方法使用的AGC系统进一步包括：在原有CCS系统中增加快速响应模块，在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机DEH发出总阀位指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区。本发明当AGC指令产生上升沿或下降沿时，立即变化总阀位指令，快速响应负荷变化需求，提高了机组对AGC指令的响应速度，降低了调解过程中的负荷偏差。

说明书

技术领域

本发明属于自动发电控制技术领域，特别是一种提高AGC负荷响应快速性的方法。

背景技术

自动发电控制(Automatic Generation Control)简称AGC，是电网能量管理系统(Energy  Management System,EMS)的重要组成部分。它通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的 负荷变化，从而维持电网频率的稳定，同时保证互联电力系统间按计划要求交换功率。AGC 的投入一方面提高了电能的频率质量，另一方面也提高了电力系统的经济效益和电网管理水 平。AGC可以简单地分为两大部分：决策控制层和指令执行层。决策控制层是AGC功能实现 的核心部分，它的主要任务是根据区域控制偏差(Area Control Error,ACE)计算出各机 组需要增减的有功出力，再与发电计划决定的基点功率相叠加，形成最终的机组AGC负荷指 令。决策控制层地理上在电网调度中心的EMS系统实现。指令执行层包括各机组分散控制系 统(Distributed Control System,DCS)的AGC指令接口和负荷控制系统，二者均由协调 控制系统(Coordination Control System，CCS)实现，图1中画出了AGC控制过程中与专 利有关的部分。机组DCS的RTU(Remote Terminal Unit)接收来自EMS的AGC负荷指令信 号，随后传入负荷控制中心的AGC指令接口，通过一系列逻辑运算，形成最终机组负荷指令， 并继续下传至锅炉、汽机主控以及就地设备，完成AGC指令的执行。

在目前“两个细则”考核下的机组AGC性能评价体系中，响应时间是一项重要的考核指 标。响应时间是指EMS系统发出指令之后，机组出力在原出力点的基础上，可靠地跨出与调 节方向一致的调节死区所用的时间。降低响应时间是提高机组AGC性能的一项重要课题。

现在普遍使用的机组AGC接口逻辑，先计算AGC负荷指令信号与机组实发功率信号的差 值，再经过负荷调节量限幅、负荷调节速率设定等一系列逻辑计算，最终形成一个“斜坡形” 的负荷指令，传至机组CCS负荷设定，由CCS闭环控制调节机组负荷。在这样的控制过程中， 锅炉反映出很大的惯性，从燃料量改变到主蒸汽参数的改变的过程，需要较长的时间。而汽 轮机的调节响应是迅速的，气阀的开闭可以快速地反应在负荷上。可以看出，锅炉的控制特 性是降低机组AGC指令响应时间的最大桎梏。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种提高AGC负荷响应快速性的方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种提高AGC负荷响应快速性的方法，该方法使用的AGC系统包括EMS、RTU、CCS 及DEH部分，机组的AGC负荷指令，由EMS计算得出，通过RTU下发至机组CCS中，CCS 中设计有AGC指令接口，通过计算负荷指令信号与机组实发功率的差值，并比较计算高低限 幅、调节速率，最终形成机组实际负荷指令，并下发至下级子控制系统中，

该方法使用的AGC系统还进一步包括：在原有CCS系统中增加快速响应模块，快速响 应模块通过RTU接收EMS发出的AGC负荷指令信号，快速响应模块通过CCS的机组实发 负荷测点，采集发电机组实发负荷和机组实际负荷指令，

在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机DEH发 出总阀位指令，使汽轮机阀位稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区，总阀位指令的计算 公式如下：

总阀位指令＝(AGC负荷指令-机组实际负荷)×β％+实际负荷指令

其中，总阀位指令、AGC负荷指令、机组实际负荷和实际负荷指令均为4～20mA电流信 号，四个信号所代表的物理量单位均为MW，

其中，β为调整限幅值，取值范围在0.1-0.6之间。

而且，所述使汽轮机阀位稍作动作，具体是指，当AGC负荷指令与机组实际负荷发生变 化时，只以变化量的5％，即β％＝0.5％作为对总阀位指令的调节。

本发明的优点和积极效果是：

1、当AGC指令产生上升沿或下降沿时，立即变化总阀位指令，快速响应负荷变化需求。 AGC调节的全过程将在此基础上继续进行，在完成总调节任务的基础上，提高了机组对AGC 指令的响应速度，降低了调解过程中的负荷偏差。

2、阀位调整设有上限，提高机组安全性，不造成机组参数的大波动。

附图说明

图1是一般AGC调节过程示意图。

图2是本发明提高AGC负荷响应快速性方法的系统连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说 明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领 域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

一种提高AGC负荷响应快速性的方法，如图1所示，该方法使用的AGC系统包括EMS、 RTU、CCS等部分，图中画出了与发明相关的控制环节。某机组的AGC负荷指令，由EMS 计算得出，通过RTU下发至机组CCS中。CCS中设计有AGC指令接口，通过计算负荷指令 信号与机组实发功率的差值，并比较计算高低限幅、调节速率，最终形成机组实际负荷指令， 并下发至下级子控制系统中。

本发明的创新点是，在上述控制方法步骤基础上，如图2所示，还包括步骤如下：

在原有CCS系统中增加快速响应模块，快速响应模块通过RTU接收EMS发出的AGC 负荷指令信号，快速响应模块通过CCS的机组实发负荷测点，采集发电机组实发负荷和机组 实际负荷指令，

在AGC调节的初期，AGC负荷指令与机组实发负荷产生偏差之后，立即对汽轮机数字电液 控制系统(Digital Electric Hydraulic Control System,DEH)发出指令，使汽轮机阀位 稍作动作，使负荷快速变化跨出调节死区，从而达到降低响应时间的效果，

快速响应模块实际为两个叠加环节和一个比例环节的集成，先通过一个叠加环节计算 AGC负荷指令和机组实际符合的差值，差值在通过一个比例环节之后，再通过一个叠加环节 与CCS发出的实际负荷指令叠加。

快速响应模块的计算过程可总结为如下公式：

总阀位指令＝(AGC负荷指令-机组实际负荷)×0.5％+实际负荷指令

其中，总阀位指令、AGC负荷指令、机组实际负荷和实际负荷指令均为4～20mA电流信 号，应设置同样的量程。四个信号所代表的物理量单位均为MW。

本发明充分利用锅炉的蓄热。在汽轮机调节汽门迅速开闭时，汽压的突然变化，相应改 变了汽包压力和饱和温度。汽包的蓄热使得这个改变不会超过参数偏差的允许值，从而保证 了主汽参数的稳定性，一方面确保了整个调节过程的安全，一方面使调节完成的总体时间符 合要求。