一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法，用于發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生出力的發(fā)電機(jī)組、用于控制發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，以及用于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)；當(dāng)所述儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前處于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)，且運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，所述方法主要為發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差，若是，則降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度；否則，提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度。應(yīng)用本申請(qǐng)，有效利用了發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，降低了發(fā)電機(jī)組損耗和磨損，同時(shí)保證了功率調(diào)度指令響應(yīng)效果的目的，提高了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說(shuō)明】一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)包括電網(wǎng)、提供電能的發(fā)電機(jī)組以及各種用電設(shè)備。自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的一項(xiàng)基本功能，在保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量和聯(lián)絡(luò)線交換功率恒定等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
[0003]傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組由于自身特性的限制，在響應(yīng)電網(wǎng)AGC指令時(shí)，通常需要采用改變發(fā)電機(jī)組控制模式的方法以提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度，改善AGC指令響應(yīng)性能，來(lái)滿足電網(wǎng)調(diào)度對(duì)發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)速度的要求。例如，將火電機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度限制提高，加大發(fā)電機(jī)組閥門和鍋爐等的調(diào)節(jié)力度，或者將機(jī)組控制模式由效率最優(yōu)的滑壓控制模式改為定壓控制模式，以提高運(yùn)行壓力，利用機(jī)組鍋爐蓄熱改善機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度。
[0004]提高發(fā)電機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成負(fù)面影響，包括:
[0005]煤耗增加。有分析表明，機(jī)組在定壓運(yùn)行模式下較滑壓運(yùn)行模式下，平均煤耗增加1%以上；
[0006]機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定。提高機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度后，容易造成機(jī)組執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括鍋爐、汽包、閥門等的振蕩，引起機(jī)組運(yùn)行溫度和壓力的振蕩波動(dòng)；
[0007]執(zhí)行機(jī)構(gòu)磨損加速。例如，在AGC運(yùn)行模式下，提高機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度，會(huì)造成機(jī)組執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如閥門，頻繁動(dòng)作，造成機(jī)組磨損加重，影響機(jī)組運(yùn)行可靠性和壽命。
[0008]為此，在發(fā)電機(jī)組的機(jī)端接入了儲(chǔ)能系統(tǒng)，在機(jī)端接入儲(chǔ)能系統(tǒng)后，可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)完成對(duì)大量頻繁、快速功率調(diào)度指令的響應(yīng)。那么，在儲(chǔ)能系統(tǒng)接入發(fā)電機(jī)組的機(jī)端后，如何有效的對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，以降低發(fā)電機(jī)組處理調(diào)節(jié)速率要求，提升運(yùn)行效率和穩(wěn)定性成為亟需解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法及裝置，以有效利用發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，降低發(fā)電機(jī)組損耗和磨損，同時(shí)保證功率調(diào)度指令響應(yīng)效果。
[0010]本發(fā)明提供了一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法，用于發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生出力的發(fā)電機(jī)組、用于控制發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，以及用于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)；當(dāng)所述儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前處于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)，且運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，所述方法包括:
[0011]發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)接收功率調(diào)度指令；
[0012]發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)確定發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力，以及當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差；
[0013]發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力；
[0014]判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差，若是，則降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度；否則，提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度。
[0015]其中，所述發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前出力調(diào)節(jié)能力的步驟包括:
[0016]根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行溫度，判斷
[0017]若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度處于正常運(yùn)行溫度范圍內(nèi)，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為p =P.W /-J 丄 ess 丄 rate ?
[0018]若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess=Pess=Q *Prate ;其中，a為調(diào)節(jié)系數(shù)；
[0019]若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess=O ；
[0020]其中，P_為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力，Prate為儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率。
[0021]其中，判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差的步驟包括:
[0022]確定儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)SOC與設(shè)定運(yùn)行充電狀態(tài)偏差SOCs = SOCref-SOCess ；其中，SOCref為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)，SOCess為設(shè)定的運(yùn)行充電狀態(tài)，SOC5是上述二者的
偏差;
[0023]計(jì)算聚類權(quán)重指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于，用于發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生出力的發(fā)電機(jī)組、用于控制發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，以及用于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)；當(dāng)所述儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前處于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)，且運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，所述方法包括: 發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)接收功率調(diào)度指令； 發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)確定發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力，以及當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差； 發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力； 判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差，若是，則降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度；否則，提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前出力調(diào)節(jié)能力的步驟包括: 根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行溫度，判斷 若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度處于正常運(yùn)行溫度范圍內(nèi)，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為P =P.丄 ess rate ， 若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess=Pess= α *Prate;其中，α為調(diào)節(jié)系數(shù)； 若儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為 Pess=O ； 其中，Ρ_為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力，PMte為儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差的步驟包括: 確定儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)SOC與設(shè)定運(yùn)行充電狀態(tài)偏差SOCs = SOCref-SOCess ;其中，SOCref為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)，SOCess為設(shè)定的運(yùn)行充電狀態(tài)，SOC5是上述二者的偏差；
計(jì)算聚類權(quán)重指標(biāo)，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度包括:在所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前為滑壓控制模式時(shí)，維持當(dāng)前的控制模式，在所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前為定壓控制模式時(shí)，切換為滑壓控制模式； 所述提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度包括:在所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前為滑壓控制模式時(shí)，切換為定壓控制模式；在所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前為定壓控制模式時(shí)，維持當(dāng)前的控制模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前出力調(diào)節(jié)能力的步驟包括: 根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的當(dāng)前充電狀態(tài)，判斷 儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)處于正常充電狀態(tài)范圍內(nèi)，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力 Pess ={pcharge,pdischarge )^ 若儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)高于正常充電狀態(tài)范圍上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess= {β*pcharge,pdischarge }，其中，P為調(diào)節(jié)系數(shù)； 若儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)低于正常充電狀態(tài)范圍下限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)目泛力為 Pess= { Pcharge，Y discharge}，其中，、為調(diào)節(jié)系數(shù)； 若儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)高于正常充電狀態(tài)范圍上上限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess= {O，
Pdischarge }; 若儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)低于正常充電狀態(tài)范圍下下限，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為 P6ss= {Pcharge,0}； 其中，Pdmge為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供最大充電功率，Pd-為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供最大放電功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差的步驟包括: 將發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力Pplant與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力PAec的偏差Ps進(jìn)行對(duì)比，
若 Ps〈min {Pcharge,P
discharge}，或者，Hlin { Pcharge? P discharge
}〈PS〈 e *min {Pcharge,Pdischarge ，則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能夠彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差； 若Ps> e *min {Pcharge,Pdischarge},則儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力不能彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差；
其中，e 為系數(shù)，Klin { Pcharge J Pdischarge ^ 為取 Pdmge 與 Pdis^hittge 中的小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度包括:
在 Ps〈min {Pcharge, P
discharge}時(shí)，保持發(fā)電機(jī)組出力不變； 在 min (Pcharge, PdisctogJ〈Ps<2*min (Pcharge, PdisctogJ 時(shí),設(shè)定發(fā)電機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度限制為第一調(diào)節(jié)速度Vl ； 所述提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度包括: 在Ps>2*min {P—Pd1-M，設(shè)定發(fā)電機(jī)組出力調(diào)節(jié)速度限制為第二調(diào)節(jié)速度V2 ； 其中，所述第一調(diào)節(jié)速度Vl小于所述第二調(diào)節(jié)速度V2。
8.一種對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制裝置，其特征在于，用于發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生出力的發(fā)電機(jī)組、用于控制發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，以及用于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)；當(dāng)所述儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前處于配合發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)，且運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，所述裝置包括: 接收單元，用于接收功率調(diào)度指令；計(jì)算單元，用于確定發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力，以及當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差； 獲取單元，用于發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力； 判斷調(diào)整單元，用于判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能否彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差，若是，則降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度；否則，提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述獲取單元包括: 第一判斷子單元，用于根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行溫度進(jìn)行判斷， 第一獲得子單元，用于在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度處于正常運(yùn)行溫度范圍內(nèi)時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess=Piate ;在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上限時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Peiss= α *Prate ;其中α為調(diào)節(jié)系數(shù)；在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行溫度范圍上上限，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess=O ;其中，Pess為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力，Prate為儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率； 所述判斷調(diào)整單元包括: 充電狀態(tài)偏差計(jì)算子單元，用于確定儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)SOC與設(shè)定運(yùn)行充電狀態(tài)偏差 SOCs = SOCref-SOCess ； 權(quán)重計(jì)算子單元，用于計(jì)算聚類權(quán)重指標(biāo)
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述獲取單元包括: 第二判斷子單元，用于根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的當(dāng)前充電狀態(tài)進(jìn)行判斷， 第二獲得子單元，用于在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)處于正常充電狀態(tài)范圍內(nèi)時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為pess={Pctoge,pdisdmge}，在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)高于正常充電狀態(tài)范圍上限時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Ρ_={ β-Pdm^PdisctogJ, β為調(diào)節(jié)系數(shù)；在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)低于正常充電狀態(tài)范圍下限時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為p_={Pctoge, y*Pdischarge}, Y為調(diào)節(jié)系數(shù)；在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)高于正常充電狀態(tài)范圍上上限時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess= {O, Pdischarge);在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)低于正常充電狀態(tài)范圍下下限時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力為Pess= (Pcharge,O};其中，Pcharge為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供最大充電功率，Pdischarge為儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供最大放電功率； 所述判斷調(diào)整單元包括: 對(duì)比子單元，用于將發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力Pplant與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力Pagc的偏差Ps進(jìn)行對(duì)比， 第二能力識(shí)別子單元，用于在Ps〈min (Pcharge,Pdischarge}，或者，Hlin { Pcharge? P discharge<Pδ< e *min (Pcharge, Pdischarge}時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能夠彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差；在Ps> e *min {Pcharge,Pdischarge }時(shí),確定儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力不能彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差；其中，e為系數(shù)，min{P-PdisdmgJ為取Pdmgej與Pdisdiaw中的小值； 第二調(diào)整子單元，用于在所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供的出力調(diào)節(jié)能力能夠彌補(bǔ)所述發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的出力與所述功率調(diào)度指令中所指示的出力偏差時(shí)，降低發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度；反之，提高發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)節(jié)速度。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK103812137SQ201210459135
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】薛飛, 王澍, 牟镠峰 申請(qǐng)人:北京睿能世紀(jì)科技有限公司