M701F4型燃气轮机的负荷控制方法和装置与流程

m701f4型燃气轮机的负荷控制方法和装置
技术领域
1.本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种m701f4型燃气轮机的负荷控制方法和装置。


背景技术：

2.近年来，燃气-蒸汽联合循环的发电方式凭借其清洁、高效、响应快的优点迅速发展。相较于传统燃煤机组，燃气轮机的变负荷速率极快。在机组调节负荷时，燃气轮机几乎没有响应滞后时间，且能在较短时间内使机组负荷达到目标值。m701f4型燃气轮机是日本三菱公司推出的技术成熟的9f级燃气轮机，在国内已取得广泛应用。在m701f4型燃气轮机的控制逻辑中，当机组协调控制与自动负荷调节(auto load regulation，alr)投入后，燃气轮机的负荷控制主要可以分为两种：governor模式与load limit模式。通常由dcs(distributed control system)协调控制系统计算燃机负荷设定值alr set，再由运行人员在两种负荷控制模式中选择其中一种，计算最终的燃料量指令cso(control signal output)控制参与燃烧的燃料流量，最终控制机组负荷。
3.两种负荷控制模式的区别在于：governor模式将alr set转化为转速设定值spset，再由spset与机组实际转速speed计算燃料量指令；而load limit模式将alr set转化为中间量负荷设定值ldset，再由ldset与机组实际负荷actld计算燃料量指令。在load limit模式的控制逻辑中，负荷控制与机组转速无关，当电网频率改变后，机组不能参与一次调频。尽管在alr set的计算过程中包含机组转速的一次调频修正项，但燃机负荷设定值经严格限速，当电网频率变化连带机组转速变化，引起alr set的改变，经限速后再使中间量ldset发生改变，此过程需要一定时间，不能满足电网对于机组一次调频的指标要求。由于load limit模式下机组不能参与一次调频，运行人员通常会选取governor模式。load limit模式仅在电网频率突然剧烈减小，governor模式的燃料量指令gvcso瞬间增大，超过load limit模式的燃料量指令ldcso时启用。此时为了维持负荷稳定，机组不再参与一次调频。但此工况要求电网频率减小速率达到0.22hz/s以上，发生概率极低，故load limit模式仅作为一种理论上的负荷控制方式，通常不会采用。
4.综上所述，由于load limit模式下不能参与一次调频，该模式仅作为名义上的负荷控制模式，通常不会采用，亟需一种负荷控制方法，使load limit模式下的负荷控制既能快速精准地实现负荷控制，又可及时参与一次调频。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.本发明的目的在于提出一种m701f4型燃气轮机的负荷控制方法、装置、电子设备和存储介质，使m701f4型燃气轮机在load limit模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。
7.本发明第一方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，包括：
8.在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取所述m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息；
9.计算得到所述m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令；
10.基于所述频差变化信息，对所述传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，所述优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制所述m701f4型燃气轮机的发电负荷。
11.本发明第一方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，通过在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息，计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷。由此，使m701f4型燃气轮机在load limit模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。
12.本发明第二方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制装置，包括：
13.获取模块，用于在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取所述m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息；
14.计算模块，用于计算得到所述m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令；
15.优化模块，用于基于所述频差变化信息，对所述传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，所述优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制所述m701f4型燃气轮机的发电负荷。
16.本发明第二方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制装置，通过在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息，计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷。由此，使m701f4型燃气轮机在load limit模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。
17.本发明第三方面实施例提出的电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法。
18.本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法。
19.本发明第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本发明第一方面实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制
方法。
20.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是本发明第一实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意图；
23.图2是本发明第二实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意图；
24.图3是根据本发明提出的死区与限幅环节的输出示意图；
25.图4是本发明第三实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意图；
26.图5是根据本发明提出的负荷控制逻辑示意图；
27.图6是根据本发明假设的电网频率变化示意图；
28.图7是根据本发明得到的一次调频前馈量的曲线变化示意图；
29.图8是本发明提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制装置的结构示意图；
30.图9示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备的框图。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
32.图1是本发明第一实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意图。
33.其中，需要说明的是，本实施例的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的执行主体为m701f4型燃气轮机的负荷控制装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在电子设备中。
34.如图1所示，该m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，包括：
35.s101：在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息。
36.可以理解的是，本发明所提出的负荷控制方法不仅可以应用于m701f4型燃气轮机，还可以应用于适用该负荷控制方法的其他任意型号的燃气轮机，对此不做限制。
37.其中，频差，是指m701f4型燃气轮机所并入电网的频率与指定频率(如50hz)的差值。而频差变化信息，则是指m701f4型燃气轮机所并入电网的频差的相关信息。
38.本发明实施例中，当在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取
m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息，可以为后续对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化提供可靠的优化信息。
39.s102：计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令。
40.其中，传统控制方式下的燃料量控制指令，用于在传统控制方式下调节m701f4型燃气轮机参与燃烧的燃料量。
41.本发明实施例中，计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，可以为后续得到优化后的燃料量控制指令提供可靠的数据支持。
42.s103：基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷。
43.其中，优化后的燃料量控制指令，是指基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化所得到的燃料量控制指令。
44.可以理解的是，当基于传统控制方式下的燃料量控制指令进行负荷控制时，m701f4型燃气轮机并不能参与一次调频，而本发明中，当基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令时，可以使该模式的负荷控制既可实现负荷控制又可参与一次调频。
45.本实施例中，通过在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息，计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令。基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷。由此，使m701f4型燃气轮机在load limit模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。
46.图2是本发明第二实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意图。
47.如图2所示，该m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，包括：
48.s201：在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息。
49.s201的描述说明可以具体参见上述实施例，在此不再赘述。
50.s202：获取m701f4型燃气轮机的燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷。
51.其中，燃机负荷指令，是指由协调控制系统所下发的用于控制燃机负荷的指令。
52.其中，转速偏差信号，可以是用于描述m701f4型燃气轮机实际转速和预设转速之间偏差情况的信号。
53.其中，实际发电负荷，可以是指m701f4型燃气轮机在实际运行环境中的发电负荷。
54.本发明实施例中，当获取m701f4型燃气轮机的燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷时，可以计算得到传统控制方式下的燃料量控制指令。
55.s203：基于燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷，计算得到传统控制方式下的燃料量控制指令。
56.也即是说，本发明实施例中，可以获取m701f4型燃气轮机的燃机负荷指令、转速偏
差信号和实际发电负荷，基于燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷，计算得到传统控制方式下的燃料量控制指令。
57.s204：基于频差变化信息，确定电网频差前馈量。
58.其中，前馈是指在扰动产生后，被控变量还未变化以前，根据扰动作用的大小提前控制，以补偿扰动作用对被控变量的影响。而电网频差前馈量，则是指基于频差变化信息得到的用于对传统控制方式下的燃料量指令进行补偿的前馈量。
59.可选的，一些实施例中，在基于频差变化信息，确定电网频差前馈量时，可以是基于一次调频死区与限幅环节对频差变化信息中的初始频差信号进行处理，以得到处理后频差信号，确定处理后频差信号的变化特征。基于变化特征，确定与处理后频差信号对应的传递函数，其中，传递函数用于对处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿。基于传递函数对处理后频差信号进行补偿，以得到电网频差前馈量，由此，可以有效提升所得电网频差前馈量的准确性。
60.其中，一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。为防止传感器测量误差等因素导致机组负荷频繁波动，一次调频时需对电网频差设置死区，当电网频差幅值小于死区值时，死区环节输出为0。当电网频差幅值大于限幅值时，限幅环节输出为该限幅值。
61.举例而言，如图3所示，图3是根据本发明提出的死区与限幅环节的输出示意图，其中，为防止传感器测量误差等因素导致机组负荷频繁波动，一次调频死区值配置为
±
0.0333hz，电网频差的上限值配置为
±
0.1833hz，死区限幅模块输出频率应如图3所示。
62.其中，初始频差信号，是指未经处理的频差信号。处理后频差信号，则是指初始频差信号经过死区和限幅环节处理后得到的频差信号。
63.可选的，一些实施例中，一次调频死区与限幅环节，包括：死区环节和限幅环节。
64.s205：将传统控制方式下的燃料量指令与电网频差前馈量求和，以得到优化后的燃料量控制指令。
65.也即是说，本发明实施例中，在得到频差变化信息和传统控制方式下的燃料量指令之后，可以基于频差变化信息，确定电网频差前馈量，将传统控制方式下的燃料量指令与电网频差前馈量求和，以得到优化后的燃料量控制指令，由此，可以使load limit模式的负荷控制既可实现快速、准确地实现负荷控制又可参与一次调频。
66.本实施例中，通过基于频差变化信息，确定电网频差前馈量，将传统控制方式下的燃料量指令与电网频差前馈量求和，以得到优化后的燃料量控制指令，由此，可以使load limit模式的负荷控制既可实现快速、准确地实现负荷控制又可参与一次调频。通过基于一次调频死区与限幅环节对频差变化信息中的初始频差信号进行处理，以得到处理后频差信号，确定处理后频差信号的变化特征，基于变化特征，确定与处理后频差信号对应的传递函数，其中，传递函数用于对处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿，基于传递函数对处理后频差信号进行补偿，以得到电网频差前馈量，由此，可以有效提升所得电网频差前馈量的准确性。通过获取m701f4型燃气轮机的燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷，可以计算得到传统控制方式下的燃料量控制指令。
67.图4是本发明第三实施例提供的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的流程示意
图。
68.如图4所示，该m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，包括：
69.s401：在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息。
70.s402：计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令。
71.s403：基于一次调频死区与限幅环节对频差变化信息中的初始频差信号进行处理，以得到处理后频差信号。
72.s404：确定处理后频差信号的变化特征。
73.s401-s404的描述说明可以具体参见上述实施例，在此不再赘述。
74.s405：在变化特征满足预设条件时，基于第一滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数，其中，预设条件指处理后频差信号在预设时间段内的导数持续大于或等于预设阈值。
75.其中，预设时间段，例如可以是0.1s，对应预设阈值可以是0.2hz/s。
76.其中，第一滞后时间常数和超前时间常数，可以是预先针对变化特征满足第一预设条件所配置的用于构建传递函数的常数。本发明实施例中，第一滞后时间常数可以是500，而超前时间常数可以是0，当然，第一滞后时间常数和超前时间常数还可以是其他任意可能的数值，对此不做限制。
77.s406：在变化特征不满足预设条件时，基于第二滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数。
78.其中，第二滞后时间常数，例如可以是常数1。
79.即是说，本发明实施例中，在变化特征不满足预设条件时，可以基于第二滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数。
80.s407：在变化特征满足预设条件时，基于第一滞后时间常数更新传递函数。
81.即是说，本发明实施例中在基于第二滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数之后，如果变化特征满足预设条件，则可以基于第一滞后时间常数更新传递函数。
82.s408：基于传递函数对处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿，以得到参考前馈量。
83.其中，参考前馈量，是指处理后频差信号经由传递函数进行超前补偿和/或滞后补偿所得到的前馈量。
84.s409：获取m701f4型燃气轮机的转速不等率和机组特性信息。
85.其中，转速不等率，是指当轮机单机运行时，空负荷转速与满负荷转速之差与额定转速比值的百分数。机组特性信息，可以被用于指示燃气轮机对应的机组特性。
86.s410：基于转速不等率和机组特性信息，确定前馈量修正系数。
87.其中，前馈量修正系数，可以被用于对参考前馈量进行修正处理，以得到电网频差前馈量。
88.s411：基于前馈量修正系数处理参考前馈量，以得到电网频差前馈量。
89.即是说，本发明实施例中，在获取传递函数之后，可以基于传递函数对处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿，以得到参考前馈量。获取m701f4型燃气轮机的转速不等率和机组特性信息，基于转速不等率和机组特性信息，确定前馈量修正系数，基于前馈量修
正系数处理参考前馈量，以得到电网频差前馈量，由此，在获取前馈量修正系数过程中可以有效结合述燃气轮机的转速不等率和机组特性信息，从而保证前馈量修正系数对参考前馈量的修正效果。
90.s412：将传统控制方式下的燃料量指令与电网频差前馈量求和，以得到优化后的燃料量控制指令。
91.s412的描述说明可以具体参见上述实施例，在此不再赘述。
92.举例而言，如图5所示，图5是根据本发明提出的负荷控制逻辑示意图，本发明在传统load limit模式下负荷控制的基础上，引入电网频差信号的前馈。定义频差信号为δf，电网频率为f，有：
93.δf＝50-f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
94.其中，包括：纯迟延模块(1)、转速偏差对负荷指令的修正函数(2)、加法器(3)、限幅模块(4)、减法器(5)(11)、上限报警(6)、下限报警(7)、模拟量寄存器模块(8)、限速模块(9)、偏差修正函数(10)、乘法器(12)、量程转换模块(13)、pid控制器(14)、电网频差的死区限幅函数(15)、微分模块(16)、高限模块(17)、升延时触发器(18)、rs触发器(19)、模拟量选择器模块(20)、常数模块(21)(22)(23)、超前滞后环节(24)、电网频差前馈量的修正系数(25)。
95.来自dcs协调控制系统的燃机负荷指令经纯迟延模块(1)后与燃机转速偏差对负荷指令的修正信号求和，经限幅后得到燃机负荷指令alr set。将alr set与ldset信号做差，若偏差超过预设上限，则使寄存器(8)不断累加，ldset逐渐增大，直到alr set与ldset偏差低于上限。反之若alr set与ldset的偏差低于下限，则寄存器(8)不断累减，ldset逐渐减小，直到两者偏差高于下限。
96.将ldset限速后与燃机实际发电负荷actld做差，并根据ldset的值经偏差修正函数(10)对偏差进行修正，当ldset较大时偏差修正变大，ldset较小时偏差修正减小。将修正后的ldset与actld偏差经量程转换模块(13)变为0～100量程后输入pid控制器(14)，由pid控制器计算load limit模式下的燃料量指令ldcso。
97.由上述分析可知，load limit模式下的负荷控制仅在计算燃机负荷设定值alr set时涉及到电网频差(即燃机转速偏差)，且后续经过一系列限速限幅环节，不能满足电网对机组一次调频的指标要求。
98.为防止传感器测量误差等因素导致机组负荷频繁波动，一次调频时需对电网频差设置死区，在死区限幅函数(15)中，一次调频死区值为
±
0.0333hz。机组需设一次调频量上限，当电网频率过低或过高时，为了维持机组安全稳定运行，不应再继续参与一次调频，电网频差的上限值为
±
0.1833hz。当电网频差到达上限时，电网采取措施如切掉部分负荷或通过agc(automatic generation control)调节机组负荷指令，以维持电网频率的稳定。死区限幅函数(15)的曲线如上述图4所示。
99.高限模块(17)限制值取0.2hz/s。当电网频率突降时，由式(1)可知，电网频差的导数突然上升触发高限模块，持续0.1s后升延时模块(18)输出变为1，rs触发器(19)触发，模拟量选择器模块(20)选择常数500(即上述第一滞后时间常数)作为超前滞后模块(24)的滞后时间常数u1。直到电网频率恢复稳定，由运行人员手动复位rs触发器(19)，模拟量选择器(20)选择常数1(即上述第二滞后时间常数)作为超前滞后模块(24)的滞后时间常数u1，超
前滞后模块的超前时间常数u2固定为0。
100.超前滞后模块(24)的传递函数表达式为：
[0101][0102]
当电网频差导数较小时，有：
[0103][0104]
超前滞后环节起惯性滤波作用。当电网频差的导数较大时，有：
[0105][0106]
由于惯性时间常数非常大，无论电网频差如何改变，超前滞后环节(24)的输出基本保持不变，相当于切除一次调频功能，维持机组负荷稳定。
[0107]
电网频差前馈量的修正系数(25)的值取24。
[0108]
本实施例中，通过在变化特征满足预设条件时，基于第一滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数，其中，预设条件指处理后频差信号在预设时间段内的导数持续大于或等于预设阈值。在变化特征不满足预设条件时，基于第二滞后时间常数和超前时间常数构建传递函数，并在变化特征满足预设条件后，基于第一滞后时间常数更新传递函数，可以有效提升所得传递函数的不同应用场景中的适用性。通过传递函数补偿处理后频差信号，以得到参考前馈量，获取m701f4型燃气轮机的转速不等率和机组特性信息，基于转速不等率和机组特性信息，确定前馈量修正系数，基于前馈量修正系数处理参考前馈量，以得到电网频差前馈量。由此，在获取前馈量修正系数过程中可以有效结合述燃气轮机的转速不等率和机组特性信息，从而保证前馈量修正系数对参考前馈量的修正效果。
[0109]
举例而言，初始时刻，按照本发明设计的负荷控制方法，燃机在load limit模式下进行负荷控制并参与一次调频。假设在第20s时，电网中出现故障导致电网频率瞬间降低，而后电网频率缓慢恢复，直到30s时恢复正常，40s时，运行人员手动复位rs触发器(19)，继续开始参与一次调频。如图6所示，图6是根据本发明假设的电网频率变化示意图，对应于该电网频率变化示意图，可以参见图7，图7是根据本发明得到的一次调频前馈量的曲线变化示意图。
[0110]
从图7中可以看出，按照本发明设计的负荷控制方法，燃机在load limit模式下可以根据电网频率变化调整负荷控制pid的一次调频前馈量，继而调整燃料流量，改变燃机负荷，参与一次调频。当电网频率骤降时可以将滞后时间常数更新为第一滞后时间常数，通过非常大的滞后时间起到及时切除一次调频的作用，维持燃机负荷稳定，待电网频率恢复正常后由运行人员复位rs触发器即可继续参与一次调频。
[0111]
图8是根据本发明提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制装置的结构示意图。
[0112]
如图8所示，该m701f4型燃气轮机的负荷控制装置80，包括：
[0113]
获取模块801，用于在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息；
[0114]
计算模块802，用于计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制
指令；
[0115]
优化模块803，用于基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷。
[0116]
需要说明的是，前述对m701f4型燃气轮机的负荷控制方法的解释说明也适用于本实施例的m701f4型燃气轮机的负荷控制装置，此处不再赘述。
[0117]
本实施例中，通过在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息，计算得到m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制m701f4型燃气轮机的发电负荷，由此，使m701f4型燃气轮机在load limit模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。
[0118]
图9示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备的框图。图9显示的电子设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0119]
如图9所示，电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0120]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industry standard architecture；以下简称：isa)总线，微通道体系结构(micro channel architecture；以下简称：mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(video electronics standards association；以下简称：vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheral component interconnection；以下简称：pci)总线。
[0121]
电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0122]
存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(random access memory；以下简称：ram)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图9未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。
[0123]
尽管图9中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(compact disc read only memory；以下简称：cd-rom)、数字多功能只读光盘(digital video disc read only memory；以下简称：dvd-rom)或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0124]
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0125]
电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得人体能与该电子设备12交互的设备通信，和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其他计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(local area network；以下简称：lan)，广域网(wide area network；以下简称：wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与电子设备12的其他模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备12使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0126]
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法。
[0127]
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明前述实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法。
[0128]
为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行如本发明前述实施例提出的m701f4型燃气轮机的负荷控制方法。
[0129]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其他实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0130]
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
[0131]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0132]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0133]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下
列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0134]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0135]
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0136]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0137]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定是指相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0138]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种m701f4型燃气轮机的负荷控制方法，其特征在于，包括：在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取所述m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息；计算得到所述m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令；基于所述频差变化信息，对所述传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，所述优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制所述m701f4型燃气轮机的发电负荷。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述频差变化信息，对所述传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，包括：基于所述频差变化信息，确定电网频差前馈量；将所述传统控制方式下的燃料量指令与所述电网频差前馈量求和，以得到所述优化后的燃料量控制指令。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述频差变化信息，确定电网频差前馈量，包括：基于一次调频死区与限幅环节对所述频差变化信息中的初始频差信号进行处理，以得到处理后频差信号；确定所述处理后频差信号的变化特征；基于所述变化特征，确定与所述处理后频差信号对应的传递函数，其中，所述传递函数用于对所述处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿；基于所述传递函数对所述处理后频差信号进行补偿，以得到所述电网频差前馈量。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述变化特征，确定与所述处理后频差信号对应的传递函数，包括：在所述变化特征满足预设条件时，基于第一滞后时间常数和超前时间常数构建所述传递函数，其中，所述预设条件指所述处理后频差信号在预设时间段内的导数持续大于或等于预设阈值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述变化特征，确定与所述处理后频差信号对应的传递函数，还包括：在所述变化特征不满足所述预设条件时，基于第二滞后时间常数和所述超前时间常数构建所述传递函数。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述基于第二滞后时间常数和所述超前时间常数构建所述传递函数之后，还包括：在所述变化特征满足预设条件时，基于第一滞后时间常数更新所述传递函数。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一次调频死区与限幅环节，包括：死区环节；限幅环节。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述传递函数对所述处理后频差信号进行补偿，以得到所述电网频差前馈量，包括：基于所述传递函数对所述处理后频差信号进行超前补偿和/或滞后补偿，以得到参考前馈量；
获取所述m701f4型燃气轮机的转速不等率和机组特性信息；基于所述转速不等率和所述机组特性信息，确定前馈量修正系数；基于所述前馈量修正系数处理所述参考前馈量，以得到所述电网频差前馈量。9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述计算得到所述m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，包括：获取所述m701f4型燃气轮机的燃机负荷指令、转速偏差信号和实际发电负荷；基于所述燃机负荷指令、所述转速偏差信号和所述实际发电负荷，计算得到所述传统控制方式下的燃料量控制指令。10.一种m701f4型燃气轮机的负荷控制装置，其特征在于，包括：获取模块，用于在m701f4型燃气轮机处于load limit负荷控制模式时，获取所述m701f4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息；计算模块，用于计算得到所述m701f4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令；优化模块，用于基于所述频差变化信息，对所述传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，其中，所述优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制所述m701f4型燃气轮机的发电负荷。

技术总结
本发明提出一种M701F4型燃气轮机的负荷控制方法和装置，该方法包括：在M701F4型燃气轮机处于LOAD LIMIT负荷控制模式时，获取M701F4型燃气轮机所并入电网的频差变化信息。计算得到M701F4型燃气轮机在传统控制方式下的燃料量控制指令，基于频差变化信息，对传统控制方式下的燃料量控制指令进行优化，得到优化后的燃料量控制指令，将优化后的燃料量控制指令用于调节参与燃烧的燃料量从而控制M701F4型燃气轮机的发电负荷。通过实施本发明的方法，使M701F4型燃气轮机在LOAD LIMIT模式的负荷控制过程中引入燃气轮机所并入电网的频差变化信息，保证燃气轮机在快速、准确地实现负荷控制的同时能及时参与一次调频。现负荷控制的同时能及时参与一次调频。现负荷控制的同时能及时参与一次调频。


技术研发人员：卫星光 肖俊峰 胡孟起 夏林 连小龙 王一丰 田新平 姜世杰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/9