阅读说明：本技术 一种燃机气门调频持续响应控制方法 (Gas turbine valve frequency modulation continuous response control method ) 是由 赵毅 张长志 李浩然 倪玮晨 *** 周连升 甘智勇 张应田 郑卫洪 曹晓男 黄 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种燃机气门调频持续响应控制方法,在变动负荷回路中增加限速模块,该限速模块分析输入的频率偏差的函数值并输出对应的指令。本发明在电网频率变化后,频率变化信号快速转化为负荷指令,最快速率调整发电负荷；在电网频率恢复后,频率变化信号缓慢转化为负荷指令,最大贡献量参与一次调频；在电网频率未变化时,限速模块采用最快的速率,避免影响机组正常调整负荷。(The invention relates to a continuous response control method for the frequency modulation of a gas turbine valve, wherein a speed limit module is added in a variable load loop, and the speed limit module analyzes the function value of the input frequency deviation and outputs a corresponding instruction. According to the invention, after the frequency of the power grid changes, the frequency change signal is quickly converted into a load instruction, and the power generation load is adjusted at the fastest rate; after the frequency of the power grid is recovered, the frequency change signal is slowly converted into a load instruction, and the maximum contribution amount participates in primary frequency modulation; when the frequency of the power grid is not changed, the speed limiting module adopts the fastest speed, so that the influence on the normal load adjustment of the unit is avoided.)

一种燃机气门调频持续响应控制方法

技术领域

本发明属于燃气轮机控制技术领域，尤其是一种燃机气门调频持续响应控制方法。

背景技术

电网的频率是由发电功率与用户负荷大小决定，当发电功率大于用户负荷频率升高，反之频率降低。一次调频是指电网频率一旦偏离标准频率限值，电网中发电机组自动控制负荷增减，使电网频率维持稳定。随着电网容量的逐渐扩大，提高电网负荷变化时的频率响应能力，确保高质量的电力供应变得越来越重要。燃机气门是燃气轮机不断变化负荷的重要设备，它根据燃气轮机综合指令变化，不断调整阀门的开度，调整进入燃烧室的天然气流量。燃气轮机一次调频功能由透平控制系统和DCS控制系统共同完成。其中透平控制系统出现频率偏差能够第一时间进行响应，而DCS控制系统可以保证频率偏差一直存在的情况下，保持负荷持续贡献。目前频率变化比较常见，而且变化幅值较小且短时间就恢复标准频率。DCS控制侧信号未传送至燃机控制系统，也就是燃气调门未动作时，频率已经恢复标准值，造成DCS指令频繁波动但未发挥真正的作用。燃机控制模式中，无论是手动方式还是预选方式下，具备一次调频动作能力，但是基本不满足电网对一次调频的技术要求，所以必须寻求一种方法，能够持续响应频率波动，积极发挥一次调频的重要作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供将变化过程缓慢化、恢复过程缓慢化的一种燃机气门调频持续响应控制方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种燃机气门调频持续响应控制方法，其特征在于：在变动负荷回路中增加限速模块，该限速模块分析输入的频率偏差的函数值并输出对应的指令，所述函数值的分析过程及指令输出过程包括以下步骤：

⑴获取频率偏差函数值；

⑵分析频率偏差：

当频率偏差变化需要增加指令输出时，下降速率选择最低每秒钟变化0.06，上升速率则为最大每秒变化9999，增加指令完成后进入下一步；

当频率偏差变化需要减少指令输出时，上升速率选择最低每秒钟变化0.06，下降速率则为最大每秒变化9999，减少指令完成后进入下一步；

当频率偏差变化由增加指令变为0时，下降速率选择最低每秒钟变化0.06，持续至减少过程完成后恢复为9999，上升速率保持每秒钟变化9999不变，进入下一步；

当频率偏差变化由减少指令变为0时，上升速率选择最低每秒钟变化0.06，持续至增加过程完成后恢复为每秒钟变化9999，下降速率保持每秒钟变化9999不变，进入下一步；

当频率偏差函数输出为0时，所有速率为每秒钟变化9999，进入下一步；

⑶回到步骤⑴。

本发明的优点和有益效果是：

本发明中，在变动负荷回路中增加限速模块，该限速模块分析输入的频率偏差的函数值并输出对应的指令。由此在电网频率变化后，频率变化信号快速转化为负荷指令，最快速率调整发电负荷；在电网频率恢复后，频率变化信号缓慢转化为负荷指令，最大贡献量参与一次调频；在电网频率未变化时，限速模块采用最快的速率，避免影响机组正常调整负荷。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是现有技术的示意图。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

一种燃机气门调频持续响应控制方法，如图1所示，本发明的创新在于：在变动负荷回路中增加限速模块，该限速模块分析输入的频率偏差的函数值并输出对应的指令，所述函数值的分析过程及指令输出过程包括以下步骤：

⑴获取频率偏差函数值；

⑵分析频率偏差：

当频率偏差变化需要增加指令输出时，下降速率选择最低每秒钟变化0.06，上升速率则为最大每秒变化9999；

当频率偏差变化需要减少指令输出时，上升速率选择最低每秒钟变化0.06，下降速率则为最大每秒变化9999，进入下一步；

当频率偏差变化由增加指令变为0时，下降速率选择最低每秒钟变化0.06，持续2秒后恢复为9999，上升速率保持每秒钟变化9999不变，进入下一步；

当频率偏差变化由减少指令变为0时，上升速率选择最低每秒钟变化0.06，持续2秒后恢复为每秒钟变化9999，下降速率保持每秒钟变化9999不变，进入下一步；

当频率偏差函数输出为0时，所有速率为每秒钟变化9999，进入下一步；

⑶回到步骤⑴。

本发明应用于燃气轮机控制系统当中，主要效果是当电网频率发生变化的时候，机组在改变发电功率，增加程序之前，机组负荷也在发生改变，不过本发明的作用是，将这个变化过程缓慢化，主要是恢复过程缓慢化。

实施例

电网频率变化至50.1Hz，表明电网用电负荷减少，发电负荷高于用电负荷，此时需要迅速减少机组有功功率，本发明应用机组从300MW降低至280MW，当所有机组出力均改变的同时，电网频率也会恢复至50Hz，此时机组有功功率需要返回至300MW，本发明就是将回到300MW的速率降至最慢，每秒钟变化0.06，20MW的差值将会需要大概6分钟恢复，而正常需要2-3秒钟就恢复。这样一次调频的效果就很明显，减少相关一次调频考核。

本发明中，在变动负荷回路中增加限速模块，该限速模块分析输入的频率偏差的函数值并输出对应的指令。由此在电网频率变化后，频率变化信号快速转化为负荷指令，最快速率调整发电负荷；在电网频率恢复后，频率变化信号缓慢转化为负荷指令，最大贡献量参与一次调频；在电网频率未变化时，限速模块采用最快的速率，避免影响机组正常调整负荷。