一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统的制作方法

本发明属于发电厂机组调频领域，具体涉及一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统。

背景技术：

火力发电厂在参与电网一次调频时，由于供电煤质不稳定、风粉在线测量系统精度不高等因素，当发电厂快速升降负荷时，机组各项参数难以精确控制，大大降低机组负荷变化的响应速度和精度。目前通常采用高压调门节流技术以及多变量协同优化系统来提升机组的调节能力，但机组实际负荷变化曲线和电网一次调频考核所要求的负荷变化曲线仍有差距，因此还需要其他方法来进一步提升负荷变化的响应速度。

大容量可变负荷系统，通过功率控制装置对大容量负荷的功率进行实时控制，具有响应速度快、控制精确等优点。某些火力发电厂厂用电系统接入了大容量可变负荷，如电锅炉系统等，但其功率控制系统与发电厂dcs未建立通讯联系，无法参与机组agc。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有大容量可变负荷无法参与机组agc，不能帮助机组改善调频性能，提供了一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统，该系统结构简单，改造运维成本低，可使大容量可变负荷同发电机组一同参与agc，大大提高电厂对agc指令响应的速度，满足电网考核指标的要求，增加发电企业的经济效益。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统，包括220kv高压母线、主变压器、集散控制系统dcs、远程终端单元rtu、功率测量装置、发电机、高压厂用变压器、6kv厂用电母线、负荷变压器和可变负荷系统；其中，

燃煤发电机经功率测量装置与主变压器、高压厂用变压器相连，主变压器通过第一开关与220kv高压母线相连，高压厂用变压器通过第二开关与6kv厂用电母线相连，6kv厂用电母线通过第三关与负荷变压器高压侧相连，负荷变压器低压侧与可变负荷系统相连。

本发明进一步的改进在于，可变负荷系统包括功率控制装置和大容量负荷，大容量负荷经功率控制装置与负荷变压器相连。

本发明进一步的改进在于，功率控制装置能够根据指令对输出功率进行调节。

本发明进一步的改进在于，集散控制系统dcs和功率测量装置建立通讯连接，功率测量装置向集散控制系统dcs传输发电机功率信号；集散控制系统dcs与发电机建立通讯连接，集散控制系统dcs向发电机发送功率指令；集散控制系统dcs与功率控制装置建立双向通讯连接，功率控制装置向集散控制系统dcs传输大容量负荷功率信号，集散控制系统dcs向功率控制装置传输发电机功率；集散控制系统dcs和远程终端单元rtu建立双向通讯连接，集散控制系统dcs向远程终端单元rtu传输机组总功率信号，机组总功率信号为发电机功率和大容量负荷功率的差，远程终端单元rtu将机组总功率信号发送至调度中心；调度中心通过远程终端单元rtu向集散控制系统dcs、功率控制装置传输agc指令。

本发明进一步的改进在于，机组正常运行，可变负荷正常运行时，可变负荷系统接入机组厂用电系统并参与机组agc调频，第一开关、第二开关和第三开关在合位；机组和大容量负荷参与机组agc，调度中心经远程终端单元rtu向集散控制系统dcs、功率控制装置发送agc指令，若agc指令为增负荷指令，集散控制系统dcs向发电机发送增负荷指令，功率控制装置快速减小大容量负荷功率，使发电机增加功率与大容量负荷减少功率之差始终保持与agc增负荷指令一致；若agc指令为减负荷指令，集散控制系统dcs向发电机发送减负荷指令，功率控制装置快速增大大容量负荷功率，使发电机减少功率与大容量负荷增加功率之差始终保持与agc减负荷指令一致；其中，增加功率为正值，减少功率为负值。

本发明进一步的改进在于，机组正常运行，大容量负荷停运时，大容量负荷与厂用电系统断开，不参与机组agc，第一开关和第二开关在合位，第三开关在分位；机组参与agc调频，调度中心经远程终端单元rtu向集散控制系统dcs发送agc指令，集散控制系统dcs向发电机发送增减负荷指令，使发电机增减负荷始终保持与agc增减负荷指令一致。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

现有系统的厂用电大负荷系统，没有和远程终端单元rtu及机组集散控制系统dcs建立通讯联系，无法参与机组agc，不能辅助发电机参与调频。本发明提供的一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统，大容量负荷设有功率控制装置，功率控制装置和远程终端单元rtu及集散控制系统dcs建立通讯联系，通过控制大容量负荷功率与机组共同参与agc，有效提高电厂对agc指令响应的速度，辅助机组调频，满足电网考核指标的要求，增加发电企业的经济效益。

附图说明

图1为发电厂可变负荷辅助调频系统示意图。

图2为发电厂可变负荷辅助调频运行示意图。

图3为发电厂可变负荷停机运行示意图。

附图标记说明：

1-220kv高压母线，2-主变压器，3-集散控制系统dcs，4-远程终端单元rtu，5-功率测量装置，6-发电机，7-高压厂用变压器，8-6kv厂用电母线，9-负荷变压器，10-功率控制装置，11-大容量负荷。

101-第一开关，201-第二开关，202-第三开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种基于发电厂可变负荷的辅助调频系统，包括220kv高压母线1、主变压器2、集散控制系统dcs3、远程终端单元rtu4、功率测量装置5、发电机6、高压厂用变压器7、6kv厂用电母线8、负荷变压器9、功率控制装置10，大容量负荷11；其中燃煤发电机6经功率测量装置5与主变压器2、高压厂用变压器7相连，主变压器2通过第一开关101与220kv高压母线1相连，高压厂用变压器7通过第二开关201与6kv厂用电母线8相连、6kv厂用电母线8通过第三关202与负荷变压器9高压侧相连，负荷变压器9低压侧经功率控制装置10与大容量负荷11相连。

本发明的工作原理如下：

集散控制系统dcs3和功率测量装置5建立通讯连接，功率测量装置5向集散控制系统dcs3传输发电机功率信号；集散控制系统dcs3与发电机6建立通讯连接，集散控制系统dcs3向发电机发送功率指令；集散控制系统dcs3与功率控制装置10建立双向通讯连接，功率控制装置10向集散控制系统dcs3传输大容量负荷功率信号，集散控制系统dcs3向功率控制装置10传输发电机功率；集散控制系统dcs3和远程终端单元rtu4建立双向通讯连接，集散控制系统dcs3向远程终端单元rtu4传输机组总功率信号，机组总功率信号为发电机功率和大容量负荷功率的差，远程终端单元rtu4将机组总功率信号发送至调度中心；调度中心通过远程终端单元rtu4向集散控制系统dcs3、功率控制装置10传输agc指令。

如图2所示，机组正常运行，可变负荷正常运行时，可变负荷系统接入机组厂用电系统并参与机组agc调频，第一开关101、第二开关201和第三开关202在合位；机组和大容量负荷参与机组agc，调度中心经远程终端单元rtu4向集散控制系统dcs3、功率控制装置10发送agc指令，若agc指令为增负荷指令，集散控制系统dcs3向发电机6发送增负荷指令，功率控制装置快速减小大容量负荷功率，使发电机增加功率与大容量负荷减少功率(增加功率为正值，减少功率为负值)之差始终保持与agc增负荷指令一致；若agc指令为减负荷指令，集散控制系统dcs3向发电机6发送减负荷指令，功率控制装置快速增大大容量负荷功率，使发电机减少功率与大容量负荷增加功率(增加功率为正值，减少功率为负值)之差始终保持与agc减负荷指令一致；

如图3所示，机组正常运行，大容量负荷停运时，大容量负荷与厂用电系统断开，不参与机组agc，第一开关101和第二开关201在合位，第三开关202在分位；机组参与agc调频，调度中心经远程终端单元rtu4向集散控制系统dcs3发送agc指令，集散控制系统dcs3向发电机6发送增减负荷指令，使发电机增减负荷始终保持与agc增减。