[0001] 本发明涉及火电机组调频技术领域，具体为一种火电机组辅助调频的控制方法。

[0002] 火电机组是通过燃烧化石燃料，如煤、天然气或石油产生热能，再通过蒸汽或燃气轮机将热能转化为机械能，最终驱动发电机生成电力的设备，火电机组广泛应用于电力系统中，负责提供基载电力和调峰电力，以满足电网对于电力的持续和瞬时需求，电力系统运行的核心是确保发电与负荷之间的平衡，尤其是频率的稳定性，当发电不足以供应负荷时，系统频率下降，反之，发电超过负荷时，频率上升，频率的波动可能会导致电力设备的损坏或不稳定运行，因此对火电机组进行调频是确保电力系统稳定的必要措施，同时由于用电需求的变化，如高峰与低谷时间段，火电机组需要根据瞬时负荷调整输出功率，以保持频率的稳定，这种调频能力帮助电力系统更好地应对各种运行状况。

[0003] 在传统的调频手段中，操作人员需要定期监测系统频率、负荷需求和机组状态，并根据这些数据来判断是否需要进行调频，这一过程往往依赖于人工经验和判断，这种手动调整不仅耗时，而且可能会因人为因素导致反应不及时与调频不准确的问题。

[0045] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0046] 针对在传统的调频手段中，操作人员需要定期监测系统频率、负荷需求和机组状态，并根据这些数据来判断是否需要进行调频，这一过程往往依赖于人工经验和判断，这种手动调整不仅耗时，而且可能会因人为因素导致反应不及时与调频不准确的问题，为此提出一种火电机组辅助调频的控制方法，请参阅图1，该方法包括以下步骤：

[0047] S1、采集火电机组的输出功率、负荷需求、系统频率、机组运行温度以及机组环境湿度数据；

[0048] 利用高精度传感器和变送器实时获取机组的输出功率，通过功率分析仪器，在确保数据准确性的同时，形成动态的功率监控模型，为了适应电网负荷的波动，接入电力调度中心的数据，实时监控和分析系统负荷需求，确保发电机组能够灵活响应瞬时负荷变化，为了保障机组的安全稳定运行，配备了先进的温度传感器，通过温控探头监测机组关键组件，如涡轮、锅炉及发电机的运行温度，并将数据实时上传至中央控制系统，在机组环境湿度监测方面，通过环境监测仪器采集周围空气湿度信息，以防止因环境湿度过高导致设备腐蚀或影响机组的燃烧效率，所有这些数据通过集成化的工业互联网平台进行汇总和分析，形成一体化的监控系统；

[0049] S2、根据S1采集数据计算发电机组标准输出功率、稳定负荷需求、系统标准频率以及标准机组运行温度，并对计算数值进行判断，分析火电机组是否需要调频；

[0050] 其中，发电机组标准输出功率的计算公式如下：

[0051] Pst＝Fdxl*Rllz*LHV

[0052] 通过确保输出功率与负荷需求之间保持平衡，减少频率波动，有助于维护系统的稳定性，降低大范围电力故障的风险，公式中，Pst表示发电机组标准输出功率，Fdxl表示发电效率，该值通过机组性能测试得到，Rllz表示燃料流量，该值通过流量计实时监测机组消耗的燃料流量获取，LHV表示低热值，该值通过标准燃料数据表获得，标准输出功率的计算为调度员提供了一种明确的基准值，使其在面对突发负荷变化时能够灵活调整发电策略，提高电力调度的效率；

[0053] 稳定负荷需求的公式如下所示：

[0054] D(t)＝a+b1*D(t‑1)+b2*D(t‑2)+...+bn*D(t‑n)+∈

[0055] 稳定负荷需求的计算有助于保持发电与负荷之间的动态平衡，减少频繁启停机组的情况，延长设备的使用寿命，公式中，D(t)表示稳定负荷需求，D(t‑1)、D(t‑2)、...、D(t‑n)表示负荷历史数据，通过电力调度中心的历史数据库提取，a、b1、b2、...、bn表示回归系数，通过利用历年负荷数据进行统计分析获取，∈表示误差项，通过统计分析方式获取，通过对负荷需求的预测，可以提前判断发电机组的运行状态，从而制定相应的调节策略，确保电力供应的可靠性；

[0056] 系统标准频率的计算公式如下：

[0057] f(t)＝Edgl+Kf*(Fdzg‑D(t))

[0058] 系统标准频率的设定可以作为电力系统安全运行的依据，防止由频率异常引起的设备损坏和系统失稳，公式中，f(t)表示系统标准频率，Edgl表示额定功率，该值通过电网标准规范获取，Kf表示控制增益，该值通过系统动态特性分析获取，Fdzg表示发电总功率，通过发电机组的监控系统实时获得，通过准确计算标准频率，可以精确判断当前频率的偏差，制定相应的调整方案，更有效地进行辅助调频；

[0059] 标准机组运行温度的计算公式如下：

[0060]

[0061] 通过监控和调整机组的运行温度，能够有效防止过热导致设备故障，减少事故风险，从而提高设备的运行安全性，公式中，Bywd表示标准机组运行温度，Hjwd表示环境温度，通过温度传感器实时获取，Jzsw表示机组设计温升，通过机组的技术文件获取，Dqsc表示当前输出功率，通过电力调度中心获取，Glbh表示功率引起的温度变化，通过机组历史数据分析获取，保持机组标准运行温度有助于实现最佳燃料利用效率，提高热电联产的整体效率，从而降低运营成本；

[0062] 判断火电机组需要调频的条件如下所示：

[0063] 当发电机组标准输出功率Pst大于稳定负荷需求D(t)，表示需要降低输出，减少发电量调节频率；

[0064] 当发电机组标准输出功率Pst小于稳定负荷需求D(t)，表示需要提高输出维持频率和供电；

[0065] 当系统标准频率小于频率阈值，表示系统频率低，发电机组需要提升输出，用于提高频率和满足负荷需求；

[0066] 当系统标准频率大于频率阈值，说明系统频率高，发电机组需要降低输出，防止频率过高；

[0067] 当标准机组运行温度超过机组设计温度阈值，表明机组温度异常，需要降低负荷或增加冷却；

[0068] 当满足上述任一条件时，即火电机组需要调频；

[0069] S3、当火电机组判断需要调频时，计算当前系统频率与目标频率的偏差，分析频率偏差的变化趋势，计算功率调整量；

[0070] 当前系统频率与目标频率的偏差计算公式如下：

[0071] Ploc＝Dqpl‑f(t)

[0072] 计算当前系统频率与目标频率之间的偏差，是判断电力系统状态的重要步骤，精确的频率偏差计算为调频机制提供了参考，使得发电机组能够根据实际需求和动态条件快速做出反应，优化调节速度和幅度，确保频率回归至目标，公式中，Ploc表示当前系统频率与目标频率的偏差，Dqpl表示当前系统频率，f(t)表示系统标准频率，通过计算频率偏差，能够实时监测电力系统的健康状况，及时发现频率异常，防止电力系统出现失稳或故障；

[0073] 功率调整量的计算公式如下：

[0074] Gltz＝Pxxs*Ploc

[0075] 功率调整量是决定发电机组响应负荷变化的关键参数，通过计算出所需的功率调整量，发电机组能够以更具成本效益的方式匹配负荷需求，最大限度降低燃料消耗，优化整体经济效益，公式中，Gltz表示功率调整量，Pxxs表示系统的频率响应系数，该值通过电力调度中心数据库获取，计算出合理的功率调整量后，发电机组可以进行平滑调节，避免频繁启停带来的设备磨损和效率损失，从而提高机组的使用寿命和维护周期；

[0076] S4、根据功率调整量生成控制指令，包括上调与下调发电机组的输出功率；

[0077] 上调与下调发电机组的输出功率的控制指令方式如下：

[0078] 当Gltz大于0，则需要生成上调输出功率的控制指令；

[0079] 当Gltz小于0，则需要生成下调输出功率的控制指令；

[0080] S5、将控制指令发送给发电机组，完成火电机组辅助调频；

[0081] 生成的控制指令经过调度中心的验证和优化，确保其在实际操作中具有高效性和安全性，在此过程中，采用现代通信技术Modbus协议，确保控制指令能实时、准确地传输到发电机组的控制系统，发电机组内部配备的DCS分布式控制系统会接收这些指令，并快速解析其内容，例如是否需要上调或下调功率输出，依据指令内容，控制系统将通过调节燃料阀门、蒸汽流量或发电机的励磁电流等手段，实时调整机组，为了保证响应的及时性与准确性，发电机组通过SCADA系统实时监控数据进行自反馈调整，确保在需求快速变化的情况下，能够快速响应。

[0082] 通过对火电机组的相关参数进行计算分析，下发控制指令完成自动化调频，降低了调整时间，避免了人为因素导致调频不及时的问题，同时提高了调频的准确性。

[0083] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。