一种自动发电控制目标负荷预处理装置 【技术领域】
本发明涉及一种自动发电控制(Automatic Generation Control，简称AGC)目标负荷预处理装置，尤其涉及一种对AGC目标负荷采用先判断、后传送的AGC目标负荷预处理装置。
背景技术
火电机组AGC接口是联系机组侧与调度侧，实现机组自动发电控制(AGC)的重要通道，其中，AGC目标负荷是调度侧实时调度机组负荷的唯一信号。但调度侧与机组侧距离往往相距几十千米到上千千米，经过的设备包括调度侧主站控制系统(EMS)、调度侧网络通信站(RTU)、信号传输、电厂侧网络通信站(RTU)、机组侧协调控制系统(CCS)等环节，使得AGC目标负荷信号经常出现掉线、故障、外界干扰、信号超过允许上/下限、操作员输入错误等问题，影响机组运行的安全和机组AGC的实际投入。目前，所有机组对AGC目标负荷信号仅采用简单的坏值处理和高、低限限制处理，AGC目标信号的瞬时异常均导致AGC功能的退出，另外，也没有对AGC目标信号的超步长变化和反向变化作任何的限制，而AGC目标信号的异常对机组的安全性和稳定性会产生较大的影响。
【发明内容】
本发明的目的，就在于提供一种能提供报警及有效克服AGC目标信号异常、提高AGC安全性能和提高机组AGC投入率的信号处理装置。
本发明提供的AGC目标信号预处理装置，包括：信号品质测试回路(I)、高低限监视报警回路(II)、偏差运算及监视报警回路(III)和信号异常综合报警回路(V)：
所述的信号品质测试模块含：1个质量判断TQ模块(01)，当输入的AGC目标指令超出变送器量程的高低限时，发出坏质量报警至信号异常综合报警回路(V)；
所述的高低限监视报警回路含：第一ALARM高低限监视报警模块(02)，输入有AGC目标上限和下限，以及AGC目标原始值，当AGC目标原始值大于AGC目标上限或低于AGC目标下限时，发出报警至信号异常综合报警回路(V)；
所述的偏差运算及监视报警模块含：第一、第二乘法模块(03、04)、第一DEV偏差运算和报警模块(05)、第二高低限监视报警模块(06)及第一延时通模块(07)；
第一乘法模块(03)输出AGC允许最大正向步长报警限(AGC允许的最大步长的(0.8--1.2)倍)，第二乘法模块(03)输出AGC允许最大反向步长报警限(AGC允许的最大步长的(-0.8--1.2)倍)；
第一偏差运算和报警模块(05)输入AGC允许的最大步长的±(0.8-1.2)倍、AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值(此值为回路(VI)的输出的内部连接信号)，当AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差超过AGC允许最大正向步长报警限(AGC允许的最大步长的(0.8--1.2)倍)时，第一偏差报警模块(05)的输出D端发出报警信号至AGC指令异常综合报警回路(V)；
AGC目标信号异常综合报警回路(V)：包括第三或逻辑模块(23)和第四延时通模块(24)，第三或逻辑模块(23)输入综合质量监视模块(01)、高低值监视报警模块(02)和第一偏差运算和报警模块(05)的报警输出信号，如任一报警信号为真并持续超过预定时间(1秒-600秒)，则延时通模块(24)输出为真，向机组控制系统和运行人员发出报警，并强制退出机组AGC方式。
在上述基础上，本发明还可以做进一步的改进：
AGC目标信号接收和传输模块(VI)；包括第四非逻辑模块(25)、第三与逻辑模块(26)和第三切换模块(27)；
第四非逻辑模块(25)输入信号异常综合报警回路(V)第三或逻辑模块(23)的输出；
第三与逻辑模块(26)输入第四非逻辑模块(25)输出、AGC目标变化步长有效信号及AGC信号方向变化允许信号至第三切换模块(27)；
第三切换模块(27)的输入还有AGC目标原始输入值；
当报警综合模块(23)的输出为假、AGC目标变化步长有效、AGC信号方向变化允许时，模块(26)输出为真，切换模块(27)输出的预处理后的AGC目标值等于AGC目标原始输入值；当模块(26)输出为假，切换模块(27)输出的输出值保持。
设有信号反向延时处理模块(IV)：含第二偏差报警模块(08)、第三乘法模块(09)、第一切换模块(10)、第二切换模块(11)、速率限制模块(12)、微分模块(13)、第三、第四高低限监视报警模块(14)、(19)、第一、第二延时关模块(15)、(17)、第一、第二非逻辑模块(16)、(18)、第一、第二与逻辑模块(20)、(21)和第二或逻辑模块(22)；
第二偏差报警模块(08)输入预处理后的AGC目标值及机组负荷设定值，当两者的差值超出上或下限时输出；
速率限制模块(12)输入预处理后的AGC目标值、速率限制输出的上下限，产生经速率限制后的负荷设定值；
微分模块(13)将经速率限制后的负荷设定值微分后得出负荷变化速率值输出；
第三高低限监视报警模块(14)输入负荷设定值负荷变化速率及其高、低报警限，输出负荷设定正、反方向指示，正向指示值依次经第一延时关模块(15)和第一非逻辑模块(16)，输出机组负荷设定正向变化结束信号；负向指示依次经第二延时关模块(17)和第二非逻辑模块(18)，输出机组负荷设定反向变化结束信号；
第四高低限监视报警模块(19)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差及其高、低报警限，输出偏差的正负指示；
第一与逻辑模块(20)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差正指示及第一非逻辑模块(16)的输出；
第二与逻辑模块(21)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差负指示及第二非逻辑模块(16)的输出；
第二或逻辑模块(22)输入第一、第二与逻辑模块(20)、(21)的输出，然后输出至信号保持和接收模块；
同时模块(05)的偏差输出Y送至第二高低限监视报警模块(06)，当该偏差值大于预设地AGC目标变化不灵敏区(机组额定负荷的0％--10％)时，通过第三延时通模块(07)延时(0.1秒-120秒)后，发出AGC目标变化步长有效信号至信号保持和接收模块。
本发明和现有技术相比具有以下优点：采用本装置可有效避免AGC信号异常对机组正常运行的冲击，也可避免由于AGC信号的小幅波动造成机组负荷、燃料、给水、汽温等的频繁变化，对提高机组稳定运行具有良好的作用，安全和经济效益明显。
【附图说明】
图1是本发明的信号预处理流程图；
图2是本发明实施例的原理图。
【具体实施方式】
为使本发明更加容易理解，下面对图2中出现的一些符号做些说明：
外部输入模拟量信号
外部输入模拟量信号
内部连接信号
实线连接线-模拟量信号连接线
虚线连接线-开关量信号连接线
×--乘法运算 dx/dt-微分运算
TQ-信号品质测试模块 HLARM-高低限监视报警
DEV-偏差运算及监视报警 RATLMT-速率限制
T-信号切换 TD ON-延时通
TD OFF-延时断 OR-或逻辑
&-与逻辑 NOT-非逻辑
图2部分算法功能描述
TQ-信号品质测试模块
本功能块取输入测点所属功能块的状态，并转换为布尔量输出。在输入指针为NULL(空值)时，输出全1。
标记名数据类型缺省值 描述 输出QboolF 品质指示，0＝Good，1＝Bad
HLARM-高低限监视报警
对输入高低限检查，置位相应的开关指示位。
标记名 数据类型 缺省值 描述 输出D bool F 报警指示 输出D1 bool F 越高限报警指示 输出D2 bool F 越低限报警指示 输入X Float 0.0 以B.I方式表示的指针，或是立即浮点数 输入H float 0.0 上限变量，以B.I方式表示的指针，或是 立即浮点数 输入L float 0.0 下限变量，以B.I方式表示的指针，或是 立即浮点数
DEV-偏差运算及监视报警
对2个输入信号偏差运算，并进行偏差监视报警
标记名 数据类型 缺省值 描述 输出Y float 0.0 偏差输出 输出D bool F 越限指示 输出D1 bool F 越上限指示 输出D2 bool F 越下限指示 输入X1，X2 float 0.0 以B.I方式表示的指针，或是立即浮点 数 输入DH float 100.0 上限变量，以B.I方式表示的指针，或
是立即浮点数 输入DL float -100.0 下限变量，以B.I方式表示的指针，或 是立即浮点数
RATLMT-速率限制
对输入信号进行速率限制输出，输出的速率被限于PL和NL之间。
if(X(n)的速率≥PL(n))Y(n)＝Y(n-1)+PL(n)*T；
else if(X(n)的速率≤NL(n))Y(n)＝Yn-1)-NL(n)*T；
else Y(n)＝X(n)；
标记名 数据类型 缺省值 描述 输出Y float 0.0 速率限制器输出 输入X float 0.0 以B.I方式表示的指针，或是立即浮点数 输入PL float 100.0 正向速率限，以每分钟的变化量为单位 输入NL float 100.0 负向速率限，以每分钟的变化量为单位
T-信号切换
本功能块按输入开关量的值选择二个模拟量之一作为输出，存放在O中。
标记名 数据类型 缺省值描述 输出O float 0.0无扰切换输出，Z＝1，O＝Y端输入；Z＝0，O＝N端输入 输入Y，N float 0.0以B.I方式表示的指针，或是立即浮点数 输入Z bool F选择开关，以B.I方式表示的指针，或是立即布尔数
TD ON-延时通
当输入信号set从0变到1时，经过计时时间DT后，输出信号D上升为高电平并跟随输入信号的复位变为0。Set信号的宽度小于DT时，输出D保持为0。当Rst复位信号的上升沿到达时，输出D立即复位。
标记名 数据类型 缺省值 描述 输入Set bool F 以B.I方式表示的指针，或是立即布尔 数 输出D bool F 输出，结束指示开关 输入DT float 1.0 计时时间，单位：秒
TD OFF-延时断
当Set信号从0变到1时，输出D跟随到1，在输出D未被复位前，则在最后一个Set信号的下降沿延时DT后，输出D才被复位。
标记名 数据类型 缺省值 描述 输入Set bool F 以B.I方式表示的指针，或是立即布尔 数 输出D bool F 输出，结束指示开关 输入DT float 1.0 计时时间，单位：秒
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的信号预处理流程图，如图2中短虚线框所示所示，本发明的AGC目标负荷预处理装置实施例，
包括：信号品质测试回路(I)、高低限监视报警回路(II)、偏差运算及监视报警回路(III)、信号异常综合报警回路(V)及信号接收和传送回路(VI)：
所述的信号品质测试模块(I)含：1个质量判断TQ模块(01)，当输入的AGC目标指令超出变送器量程的高低限时，发出坏质量报警至信号异常综合报警回路(V)；
所述的高低限监视报警模块(II)含：第一ALARM高低限监视报警模块(02)，输入有AGC目标上限和下限，以及AGC目标原始值，当AGC目标原始值大于AGC目标上限或低于AGC目标下限时，发出报警至信号异常综合报警回路(V)；
所述的偏差运算及监视报警模块(III)含：第一、第二乘法模块(03、04)、第一DEV偏差运算和报警模块(05)、第二高低限监视报警模块(06)及延时通模块(07)；
第一乘法模块(03)输出AGC允许最大正向步长报警限(AGC允许的最大步长的1.05倍)，第二乘法模块(03)输出AGC允许的最大步长的负1.05倍；
第一偏差运算和报警模块(05)输入AGC允许的最大步长的正负1.05倍、AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值(此值为回路(VI)的输出的内部连接信号)，当AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差超过AGC允许最大正向步长报警限(AGC允许的最大步长的1.05倍)时，第一偏差报警模块(05)的输出D端发出报警信号至异常综合报警模块；
所述的信号异常综合报警回路(V)：包括第三或逻辑模块(23)和第四延时通模块(24)，第三或逻辑模块(23)输入综合质量监视模块(01)、高低值监视报警模块(02)和第一偏差运算和报警模块(05)的报警输出信号，如任一报警信号为真并持续超过预定时间，则延时通模块(24)输出为真，向机组控制系统和运行人员发出报警，并强制退出机组AGC方式。
所述的信号保持和接收模块(VI)；信号接收和传输模块：包括第四非逻辑模块(25)、第三与逻辑模块(26)和第三切换模块(27)；
第四非逻辑模块(25)输入信号异常综合报警回路(V)第三或逻辑模块(23)的输出；
第三与逻辑模块(26)输入第四非逻辑模块(25)输出、AGC目标变化步长有效信号及AGC信号方向变化允许信号至第三切换模块(27)；
第三切换模块(27)的输入还有AGC目标原始输入值；
当报警综合模块(23)的输出为假、AGC目标变化步长有效、AGC信号方向变化允许时，模块(26)输出为真，切换模块(27)输出的预处理后的AGC目标值等于AGC目标原始输入值；当模块(26)输出为假，切换模块(27)输出的输出值保持。
设有信号反向延时处理模块(IV)：含第二偏差报警模块(08)、第三乘法模块(09)、第一切换模块(10)、第二切换模块(11)、速率限制模块(12)、微分模块(13)、第三、第四高低限监视报警模块(14)、(19)、第一、第二延时关模块(15)、(17)、第一、第二非逻辑模块(16)、(18)、第一、第二与逻辑模块(20)、(21)和第二或逻辑模块(22)；
第二偏差报警模块(08)输入预处理后的AGC目标值及机组负荷设定值，当两者的差值超出上或下限时输出；
速率限制模块(12)输入预处理后的AGC目标值、速率限制输出的上下限，产生经速率限制后的负荷设定值；
微分模块(13)将经速率限制后的负荷设定值微分后得出负荷变化速率值输出；
第三高低限监视报警模块(14)输入负荷设定值负荷变化速率及其高、低报警限，输出负荷变化速率的正指示依次经第一延时关模块(15)和第一非逻辑模块(16)，输出机组负荷设定正向变化结束信号，负指示依次经第二延时关模块(17)和第二非逻辑模块(18)，输出机组负荷设定反向变化结束信号；；
第四高低限监视报警模块(19)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差及其高、低报警限，输出偏差的正负指示；
第一与逻辑模块(20)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差正指示及第一非逻辑模块(16)的输出；
第二与逻辑模块(21)输入AGC目标原始值与预处理后的AGC目标值的偏差负指示及第二非逻辑模块(16)的输出；
第二或逻辑模块(22)输入第一、第二与逻辑模块(20)、(21)的输出，然后输出至信号保持和接收模块；
同时模块(05)的偏差输出Y送至第二高低限监视报警模块(06)，当该偏差值大于1％机组额定负荷或低于-1％机组额定负荷，通过第三延时通模块(07)延时后，发出AGC目标变化步长有效信号至信号保持和接收模块。
模块(13)、模块(14)判断当前机组负荷的动作方向，当AGC目标作反方向变化时，通过模块(15)--(19)的作用，必须等待一段反向延时时间(本例为60秒)；如果AGC目标不是反向变化，则可继续接收新的AGC目标信号。
各回路的功能如下所述：(参见图1和图2)
信号品质测试回路检测AGC目标信号的质量，超过AGC目标信号量程的信号进行剔除并向报警回路e发出报警信号；
高低限监视报警回路检测AGC目标信号的量值，对超过机组允许调节上下限的AGC目标信号进行剔除并向报警回路e发出报警信号；
偏差运算及监视报警回路检测AGC目标信号的单次的变化步长，对小于机组设定的最小变化步长的AGC目标信号不向前传送；对超过机组设定的最大步长的AGC目标信号进行剔除并向报警回路e发出报警信号；
AGC目标信号反向延时处理回路检测AGC目标信号是否是反向变化，如果是反向变化，AGC目标反向变化前首先保持一段预设的反向变化时间；如果不是反向变化，则继续接收新的AGC目标信号；
延时报警回路综合回路a、回路b、回路c所发出的报警信号，如任一报警信号为真并持续超过预定时间，则向机组控制系统和运行人员发出报警，并强制退出机组AGC方式；
信号保持和接收回路输入AGC目标负荷预处理装置的调度侧来的AGC目标原始信号，先后经过信号质量判断、机组AGC有效调度范围判断、AGC目标变化步长的有效性判断和AGC目标反向延时处理，最后输出变化稳定的和符合机组运行特性的AGC目标负荷至机组负荷设定控制回路，产生机组的实际负荷设定值，控制机组实际负荷。