一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法与流程

本发明涉及火电厂热工自动控制领域，具体涉及到一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法。

背景技术：

随着新能源发电在电网中比例的不断增加和用户对电能质量要求的提高，电网频率稳定性问题越来越被重视。并网机组的故障跳闸和直流联络线的故障闭锁，会对电网频率产生较大的冲击，电网调度系统以及自动发电控制调节的滞后性将无法满足电网稳定运行的要求。单元火电机组的一次调频是维护频率稳定的第一道重要屏障，其调节能力和性能对电网的动态稳定性有重要意义。因而，合理规范并监测评估机组一次调频参数和性能，保障机组良好的一次调频性能，对维持电网频率稳定有着重要意义。

目前,机组一次调频性能的在线评估多采用基于电网频率扰动事件的在线监测和模拟频率扰动的在线测试两种方法。其中，基于电网频率扰动事件的在线监测评估，识别频率扰动的发生，再根据扰动的大小进行区分，然后计算出调差系数、一次调频死区和延迟时间等参数，对机组的一次调频性能进行评价归类。模拟频率扰动的一次调频在线测试由调度下发一次调频测试指令，电厂一次调频功能自动接入模拟频差信号，测试和统计机组一次调频性能。这些评估方法的优点在于，可以从静态和动态的角度，对一段时间内机组的一次调频贡献进行有效考核，但其性质为事后评价，并且难以实现实时在线跟踪。有些评价方法注重机组一次调频动作的“量”，而忽略其“质”，不能全面客观的反映机组的一次调频性能。方法过多地依赖于大功率扰动事件，具有一定随机性和不确定性，无法作为常态化的评估手段。在电网出现事故时，只有网内机组拥有足够的调频性能，才能防止故障的连锁恶化，这就需要提前对机组调频性能进行估算进而判断电网是否具备足够的调整裕度，同时，机组的调频性能随着工况而变化，因此对机组的调频性能进行在线实时评估更有实际意义。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法，能更好的从数据层面了解机组实际的一次调频性能，实时监测评估火电机组一次调频性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法，该评估方法包括以下步骤：通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系；结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前一次调频系统性能评估方法进行对比研究；修正和完善已构建的一次调频性能评估体系，获得准确的机组一次调频性能实时评估算法；在线实时评估机组一次调频功能是否满足电网调度要求。

进一步的，在所述的通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系步骤中，开展机组单阀和顺序阀方式下50％、60％、75％、90％额定负荷稳态工况下deh单侧和deh+ccs双侧±0.067hz及±0.1hz频差阶跃试验；通过改变主蒸汽压力，获取各典型稳态工况下主蒸汽压力、阀门开度与调频负荷的关系曲线和折线函数。

进一步的，在所述的通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系步骤中，基于已获得的火电机组一次调频试验信息拓展和数据分析汇总，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组功率、锅炉蓄热余量、agc变负荷情况以及主蒸汽压力变化等热力参数按照机组功率为索引；依据对实际调频效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数kn＝k1×k2×k3×k4，获得机组实时一次调频性能裕度，构建出调频性能区域分布模型，其中，k1,k2,k3,k4分别表示协调控制系统投入情况、agc变负荷情况、主蒸汽压力、锅炉蓄热余量对一次调频性能影响的修正系数。

进一步的，在所述的结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前一次调频系统性能评估方法进行对比研究步骤中，

在线读取调频性能区域分布模型动态数据，并结合电网调度侧统计出的电厂机组实际一次调频动作次数、动作正确率和调频积分电量进行并行分析，对当前一次调频性能评估方法进行对比研究。

本发明的有益效果：由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的火电机组一次调频性能评估方法可以实时监测火电机组一次调频控制系统实际动态性能与理论动态性能的差异，动态实时评估机组一次调频性能，为改进机组一次调频性能和事故调查提供技术支撑，让火电机组能够更有效的保障电网频率稳定。

附图说明

图1为本发明优选实施例中一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法原理图；

图2为发明优选实施例中某试验工况下机组主蒸汽压力、调门阀位和调频功率试验结果对应图；

图3为发明优选实施例中各典型工况下一次调频合格的主蒸汽压力分布区域图；

图4为发明优选实施例中某工况下机组向上一次调频动作参数图；

图5为发明优选实施例中某工况下机组向下一次调频动作参数图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5所示，本发明的优选实施例，一种基于试验信息的火电机组一次调频性能评估方法，该评估方法包括以下步骤：

通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系；

结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前一次调频系统性能评估方法进行对比研究；

修正和完善已构建的一次调频性能评估体系，获得准确的机组一次调频性能实时评估算法；

在线实时评估机组一次调频功能是否满足电网调度要求。

本发明的火电机组一次调频性能评估方法可以实时监测火电机组一次调频控制系统实际动态性能与理论动态性能的差异，动态实时评估机组一次调频性能，为改进机组一次调频性能和事故调查提供技术支撑，让火电机组能够更有效的保障电网频率稳定。

在本实施例中，在所述的通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系步骤中，开展机组单阀和顺序阀方式下50％、60％、75％、90％额定负荷稳态工况下deh单侧和deh+ccs双侧±0.067hz及±0.1hz频差阶跃试验；通过改变主蒸汽压力，获取各典型稳态工况下主蒸汽压力、阀门开度与调频负荷的关系曲线和折线函数。

在本实施例中，在所述的通过截取火电机组各典型工况下一次调频试验数据信息，结合火电机组热力特性数据分析汇总，构建机组一次调频性能评估体系步骤中，基于已获得的火电机组一次调频试验信息拓展和数据分析汇总，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组功率、锅炉蓄热余量、agc变负荷情况以及主蒸汽压力变化等热力参数按照机组功率为索引；依据对实际调频效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数kn＝k1×k2×k3×k4，获得机组实时一次调频性能裕度，构建出调频性能区域分布模型，其中，k1,k2,k3,k4分别表示协调控制系统投入情况、agc变负荷情况、主蒸汽压力、锅炉蓄热余量对一次调频性能影响的修正系数。

在本实施例中，在所述的结合电网调度侧统计出的考核监测数据进行并行分析，对当前一次调频系统性能评估方法进行对比研究步骤中，

在线读取调频性能区域分布模型动态数据，并结合电网调度侧统计出的电厂机组实际一次调频动作次数、动作正确率和调频积分电量进行并行分析，对当前一次调频性能评估方法进行对比研究。

以下给出本发明的一个实际应用的实施例，以便于理解，将本发明所述的方法进行工程化处理后，应用于某喷嘴配汽方式电厂660mw超临界机组中，过程如下：

首先，开展机组单阀和顺序阀方式下50％、60％、75％、90％额定负荷稳态工况下deh单侧和deh+ccs双侧±0.067hz及±0.1hz频差阶跃试验，以获得主蒸汽压力、阀门开度与调频负荷的关系曲线和折线函数的特性关系。每次试验前，机组保持在稳态工况；试验过程中，机组切除agc模式。图2所示的是90％额定负荷工况下的机组主蒸汽压力、调门阀位和调频功率试验结果对应图。从图2可以看出，在同一稳态工况下，火电机组的主蒸汽压力与调门阀位一一对应。两者决定了机组的储能调频性能，这在一次调频的快速响应中起着直接作用。图3所示为50％-90％额定负荷机组一次调频性能合格的主蒸汽压力区域图。

其次，将既定配汽方式与阀门开启顺序下的机组功率、锅炉蓄热余量、机组变负荷情况以及主蒸汽压力变化等热力参数按照机组功率为索引，依据对实际调频效果的影响，计算机组实际工况偏离试验合格工况的综合修正因子系数kn＝k1×k2×k3×k4，其中k1,k2,k3,k4分别表示协调控制系统投入情况、机组变负荷情况、主蒸汽压力、锅炉蓄热余量对一次调频性能影响的修正系数。以下分别为k1,k2,k3,k4的赋值情况。

δp为试验工况合格压力下限与当前压力之差

将前面所得的在线算法应用于机组的一次调频在线监测，捕捉到多次一次调频扰动过程机组的响应记录如图4、图5所示，其中，图中所示频率、理论负荷和实际负荷为调度并网机组涉网参数监测考核软件中所调取使用的数据，其他的为机组热力特性数据。本发明所开发的机组一次调频性能在线监测计算结果如表1所示。

从表1的计算结果可以看到，图4工况下机组向上一次调频性能是不足的，图4工况向下一次调频性能和图5工况向上一次调频性能可以达到合格水平，图5工况向下一次调频性能可以达到优秀水平。结论中，图4工况向上一次调频性能和图5向下一次调频性能的判断和调度并网机组涉网参数监测软件所得到的判断是一致的。图4工况下机组向上一次调频性能不足的主因在于k3系数的偏低，也就是当前工况下机组主蒸汽压力偏低，不能满足机组向上一次调频所需的机组蓄热。