一种AGC快速响应的机组负荷设定的控制方法和控制系统与流程

发电;变电;配电装置的制造技术一种agc快速响应的机组负荷设定的控制方法和控制系统技术领域1.本发明涉及热工过程控制技术领域，具体为一种agc快速响应的机组负 荷设定的控制方法和控制系统。背景技术：2.随着新能源在电力系统的占比逐步增加，为稳定电力系统平衡，电网侧 对于火力发电企业机组的调峰品质重视程度逐步提高，考核力度逐渐加大。 由于新能源电力的随机性及波动性，火力发电企业机组的负荷响应时间、负 荷延迟时间和负荷变化速率对于电力系统二次调频及平衡建立有着重大的影 响。目前火力发电机组锅炉侧存在着大延迟、大惯性的特性，汽机负荷闭环 控制也存在着一定时间的迟延，两者的耦合导致机组在agc方式下运行时， 当电网侧agc指令发生变化后，机组实际负荷对于电网侧agc指令的响应 往往不够及时，agc性能中负荷响应时间、负荷延迟时间，更有甚者负荷实 际变化速率都无法达到电网侧的要求，电网侧面对平衡扰动的同时，火力发 电企业面临的考核压力也很大。技术实现要素：3.本发明所要解决的技术问题在于：提供一种agc快速响应的机组负荷设 定的控制方法和控制系统。4.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：5.一种agc快速响应的机组负荷设定的控制方法，包括如下步骤：6.s1、接收电网侧agc指令；7.s2、将agc指令与速率限制后的agc指令进行比较，若agc指令大于 速率限制后的agc指令，则进行步骤s3，若agc指令小于速率限制后的 agc指令，则进行步骤s4；8.s3、升负荷处理，将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处理后， 输出降负荷指令修正值；9.s4、降负荷处理，将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处理后， 输出升负荷指令修正量；10.s5、将步骤s3的降负荷指令修正值或步骤s4中的升负荷指令修正值与 速率限制后的agc指令相加得到机组限速后的负荷指令；11.s6、将步骤s5的机组限速后的负荷指令与机组实际负荷进行pid控制。12.优点：本发明在电网侧agc指令发生变化的初期，通过判断agc指令 变化为升负荷或降负荷，在变化后的那一时刻给予机组速率限制后负荷设定 值正向或负向的修正量，加快及加大高压调节汽门的变化速度和幅度，从而 达到在agc指令发生变化后机组实际负荷的变化速率及幅度增加，缩短实际 负荷的响应时间及启动时延时间，在不影响机组安全运行的前提下提高了火 力发电机组agc性能。13.优选地，所述步骤s2中的比较步骤包括：14.s21、设置比较值为0；15.s22、将agc指令减去速率限制后的agc指令后与比较值进行比较；16.s23、若输出值大于比较值时，则判断为升负荷，并输出升负荷信号；17.s24、若输出值小于比较值时，则判断为降负荷，并输出降负荷信号。18.优选地，所述步骤s3中：19.s31、接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数处理后， 输出升负荷时指令修正量；20.s32、接收到升负荷信号时，将升负荷信号以脉冲的形式送出；21.s33、接收到升负荷信号时，选择升负荷时指令修正值；22.s34、将升负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。23.优选地，所述步骤s4中：24.s41、接收到降负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数处理后， 输出降负荷时指令修正量；25.s42、接收到升负荷信号时，将降负荷信号以脉冲的形式送出；26.s43、接收到降负荷信号时，选择降负荷时指令修正值；27.s44、将降负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。28.优选地，在升负荷信号消失时，所述升负荷时指令修正量以设定速率向0 变化；29.在降负荷信号消失时，所述降负荷时指令修正量以设定速率向0变化。30.优选地，所述设定速率为0.1/s。31.本发明还公开了一种agc快速响应的机组负荷设定的控制系统，包括：32.模拟量模块，用于接收电网侧agc指令；33.比较模块，将agc指令与速率限制后的agc指令进行比较，若agc指 令大于速率限制后的agc指令，则进行步骤s3，若agc指令小于速率限制 后的agc指令，则进行步骤s4；34.升负荷处理模块，用于将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处 理后，输出降负荷指令修正值；35.降负荷处理模块，用于将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处 理后，输出升负荷指令修正量；36.加法模块，用于将降负荷指令修正值或升负荷指令修正值与速率限制后 的agc指令相加得到机组限速后的负荷指令；37.负荷控制器模块，用于将机组限速后的负荷指令与机组实际负荷进行pid 控制。38.优选地，所述比较模块包括：39.模拟量赋值模块，设置比较值为0；40.减法模块，将agc指令减去速率限制后的agc指令后与比较值进行比 较；41.判断模块，若输出值大于比较值时，则判断为升负荷，并输出升负荷信 号；42.若输出值小于比较值时，则判断为降负荷，并输出降负荷信号。43.优选地，所述升负荷处理模块中：44.函数发生器，接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数 处理后，输出升负荷时指令修正量；45.时间脉冲模块，接收到升负荷信号时，将升负荷信号以脉冲的形式发送 给切换模块；46.切换模块，接收到升负荷信号时，选择升负荷时指令修正值；47.惯性时间运算模块，用于将升负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输 出。48.优选地，所述降负荷处理模块中：49.函数发生器，接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数 处理后，输出升负荷时指令修正量；50.时间脉冲模块，接收到升负荷信号时，将降负荷信号以脉冲的形式发送 给切换模块；51.切换模块，接收到降负荷信号时，选择降负荷时指令修正值；52.惯性时间运算模块，将降负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。53.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用在电网侧agc指令 发生变化的后，依据变化前机组所处于的负荷工况，给予速率限制后负荷指 令与agc指令变化方向相同的负荷指令修正量，且该修正量在一定的时间后 以一定的速率回归为零。该发明使得机组在agc指令变化的初期，本机速率 限制后的负荷指令与实际负荷偏差增大，放大负荷控制器的闭环控制作用， 加快及加大高压调节汽门的变化速度和幅度，从而达到在agc指令发生变化 后机组实际负荷的变化速率及幅度增加，缩短实际负荷的响应时间及启动时 延时间，在不影响机组安全运行的前提下提高了火力发电机组agc性能。附图说明54.图1为本发明的实施例的流程示意图；55.图2为本发明的实施例的工作示意图。具体实施方式56.为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发 明技术方案做进一步的说明。57.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特 征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多 个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。58.参阅图1和图2，本实施例公开了一种agc快速响应的机组负荷设定的 控制方法，包括如下步骤：59.s1、接收电网侧agc指令；60.s2、将agc指令与速率限制后的agc指令进行比较，若agc指令大于 速率限制后的agc指令，则进行步骤s3，若agc指令小于速率限制后的 agc指令，则进行步骤s4。61.具体地，比较步骤为：62.s21、设置比较值为0。63.s22、将agc指令减去速率限制后的agc指令后与比较值进行比较。64.s23、若输出值大于比较值时，则判断为升负荷，并输出升负荷信号。65.s24、若输出值小于比较值时，则判断为降负荷，并输出降负荷信号。66.速率限制后的agc指令的值为给予接收到的电网侧的agc指令按照一 定的速率变化。本方法通过将接收的agc指令减去速率限制后的agc指令 的值后与0比较，则可以判断出速率限制后的agc指令的值是否需升或降， 即当agc指令减去速率限制后的agc指令的值大于0时，判断为需升负荷， 从而发送升负荷信号给后续处理模块，降负荷同理。67.s3、升负荷处理，将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处理后， 输出降负荷指令修正值；具体包括如下步骤：68.s31、接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数处理后， 输出升负荷时指令修正量；69.s32、接收到升负荷信号时，将升负荷信号以脉冲的形式送出。70.s33、接收到升负荷的脉冲信号时，选择升负荷时指令修正值。71.s34、将升负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。72.当为升负荷处理时，函数发生器通过接收速率限制后的agc指令，并输 出升负荷时指令修正量。同时当接收到升负荷信号时，将升负荷信号以脉冲 的形式发送给进行切换模块，切换模块选择接收升负荷时指令修正量，随后 惯性时间运算模块将升负荷时负荷指令修正量进行惯性变化。73.若升负荷信号输入为0时，即无升负荷信号，则切换模块不接受升负荷 时指令修正量，同时惯性时间运算模块取消惯性运算。具体的，该惯性运算 为一阶惯性环节，传递函数为：[0074][0075]其中，g(s)为传递函数，t为时间常量，s为变量符号。[0076]进一步的，升负荷信号还发送至升负荷转换模块，当升负荷信号存在时， 升负荷转换模块选择赋值为10000，即此时升负荷时指令修正量正向变化时不 受速率限制。当升负荷信号消失时，则此时接收速率限制后的agc指令与电 网侧agc指令相等，则此时升负荷指令修正量需归0处理，即当升负荷信号 消失时，升负荷转换模块选择赋值为0.1，即升负荷时指令修正量向0变化时 受速率限制，速率为0.1/s。因此，在需要进行升负荷处理时，根据机组的实 际情况设置不同的修正量，且该修正量能在一定的时间后以一定的速率回归 为零。[0077]s4、降负荷处理，将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处理后， 输出升负荷指令修正量；具体包括如下步骤：[0078]s41、接收到降负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数处理后， 输出降负荷时指令修正量；[0079]s42、接收到升负荷信号时，将降负荷信号以脉冲的形式送出；[0080]s43、接收到降负荷信号时，选择降负荷时指令修正值；[0081]s44、将降负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。[0082]同理，当为降负荷处理时，函数发生器通过接收速率限制后的agc指令， 并输出降负荷时指令修正量。同时当接收到降负荷信号时，将降负荷信号以 脉冲的形式发送给进行切换模块，切换模块选择接收升负荷时指令修正量， 随后惯性时间运算模块将降负荷时负荷指令修正量进行惯性变化。[0083]若降负荷信号输入为0时，即无升负荷信号，则切换模块不接受降负荷 时指令修正量，同时惯性时间运算模块取消惯性运算。具体的，该惯性运算 为一阶惯性环节，传递函数为：[0084][0085]其中，g(s)为传递函数，t为时间常量，s为变量符号。[0086]进一步的，降负荷信号还发送至降负荷转换模块，当降负荷信号存在时， 降负荷转换模块选择赋值为10000，即此时降负荷时指令修正量正向变化时不 受速率限制。当降负荷信号消失时，则此时接收速率限制后的agc指令与电 网侧agc指令相等，则此时降负荷指令修正量需归0处理，即当降负荷信号 消失时，降负荷转换模块选择赋值为0.1，即降负荷时指令修正量向0变化时 受速率限制，速率为0.1/s。因此，在需要进行降负荷处理时，根据机组的实 际情况设置不同的修正量，且该修正量能在一定的时间后以一定的速率回归 为零。[0087]s5、将步骤s3的降负荷指令修正值或步骤s4中的升负荷指令修正值与 速率限制后的agc指令相加得到机组限速后的负荷指令；[0088]s6、将步骤s5的机组限速后的负荷指令与机组实际负荷进行pid控制。[0089]通过加法模块将步骤s3的降负荷指令修正值或步骤s4中的升负荷指令 修正值与速率限制后的agc指令相加后发送到负荷控制器模块，该模块的输 入还接机组实际负荷，在负荷控制器模块中一般进行pid闭环控制，pid算 法的一般公式为：[0090][0091]其中，kp为比例系数，tt为积分时间常数，td为微分时间常数，u(t)为 pid的输出信号，e(t)为给定值与测量值之差。[0092]本方法在电网侧agc指令发生变化后，若agc指令变化为升负荷，则 在变化后的那一时刻给予机组速率限制后负荷设定值正向的修正量，若agc 指令变化为降负荷，则在变化后的那一时刻给予机组速率限制后负荷设定值 负向的修正量。由于火力发电机组在中高负荷以及中低负荷段时整个机组系 统特性存在差异，所以该修正量是机组速率限制后负荷指令经过函数发生器 和惯性模块形成的。这样可以在不同的负荷段根据机组的实际情况设置不同 的修正量，且该修正量在一定的时间后以一定的速率回归为零。本方法使得 机组在agc指令变化的初期，本机速率限制后的负荷指令与实际负荷偏差增 大，放大负荷控制器的闭环控制作用，加快及加大高压调节汽门的变化速度 和幅度，从而达到在agc指令发生变化后机组实际负荷的变化速率及幅度增 加，缩短实际负荷的响应时间及启动时延时间，在不影响机组安全运行的前 提下提高了火力发电机组agc性能。[0093]本发明还公开了一种agc快速响应的机组负荷设定的控制系统，包括：[0094]模拟量模块，用于接收电网侧agc指令；[0095]比较模块，将agc指令与速率限制后的agc指令进行比较，若agc指 令大于速率限制后的agc指令，则进行步骤s3，若agc指令小于速率限制 后的agc指令，则进行步骤s4；[0096]升负荷处理模块，用于将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处 理后，输出降负荷指令修正值；[0097]降负荷处理模块，用于将速率限制后的agc指令进行函数和惯性变化处 理后，输出升负荷指令修正量；[0098]加法模块，用于将降负荷指令修正值或升负荷指令修正值与速率限制后 的agc指令相加得到机组限速后的负荷指令；[0099]负荷控制器模块，用于将机组限速后的负荷指令与机组实际负荷进行pid 控制。[0100]进一步地，比较模块包括：[0101]模拟量赋值模块，设置比较值为0；[0102]减法模块，将agc指令减去速率限制后的agc指令后与比较值进行比 较；[0103]判断模块，若输出值大于比较值时，则判断为升负荷，并输出升负荷信 号；[0104]若输出值小于比较值时，则判断为降负荷，并输出降负荷信号。[0105]进一步地，升负荷处理模块中：[0106]函数发生器，接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数 处理后，输出升负荷时指令修正量；[0107]时间脉冲模块，接收到升负荷信号时，将升负荷信号以脉冲的形式发送 给切换模块；[0108]切换模块，接收到升负荷信号时，选择升负荷时指令修正值；[0109]惯性时间运算模块，用于将升负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输 出。[0110]进一步地，降负荷处理模块中：[0111]函数发生器，接收到升负荷信号时，将速率限制后的agc指令进行函数 处理后，输出升负荷时指令修正量；[0112]时间脉冲模块，接收到升负荷信号时，将降负荷信号以脉冲的形式发送 给切换模块；[0113]切换模块，接收到降负荷信号时，选择降负荷时指令修正值；[0114]惯性时间运算模块，将降负荷时指令修正量进行惯性时间运算后输出。[0115]进一步地，升负荷转换模块，用于在升负荷信号消失时，所述升负荷时 指令修正量以设定速率向0变化；[0116]降负荷转换模块，用于在降负荷信号消失时，所述降负荷时指令修正量 以设定速率向0变化。[0117]其中，设定速率均为0.1/s。[0118]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内， 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0119]以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于 上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。









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