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一次调频功能的优化及分析

时间:2017-10-09 16:03来源:未知 作者:360论文网 点击:

  一次调频功能的优化及分析

  侯红立

  (大唐发电股份有限公司陡河发电厂 河北唐山 063028)

  摘要:一次调频是随着DEH系统的出现后开始被人重视的。原来的纯液压系统自身具备一次调频的能力,不需要人为干预,也是不可以撤出的,但是当调节系统变为DEH以后,一次调频就变成了DEH/MCS的一个功能包,可以不投甚至是没有。由于一次调频对于电网的稳定运行是有利的,而对于各个电厂的机组运行又是一个不稳定因素,因此大多数电厂是不愿意主动投入一次调频的,随着电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大,电网频率稳定性的问题越来越被重视。为提高电网运行的稳定性,各电网公司相继制定了“发电机组一次调频技术管理规定”要求各发电厂严格按照规定进行改造投入一次调频,下面结合陡河发电厂各机组的一次调频改造讨论一下一次调频的改造情况以及效果分析。

  关键词:一次调频 优化

  1基本概念

  1.1 -次调频

  对于电网中快速的负荷变动所引起的周波变动,汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况利用锅炉的蓄能,自动改变调门的开度,即改变发电机的功率,使之适应电网负荷的随机变动,来满足电网负荷变化的过程这就是一次调频。

  1.2速度变动率

  速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变化与额定转速之比,一般应为4%N5%。若汽轮机的额定转速为3000r/min 则动态飞升在120~150r/min之间。陡河发电厂速度变动率取5%。

  1.3响应滞后时间和稳定时间

  响应滞后时间:当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间。

  稳定时间:机组参与一次调频过程中,在电网频率稳定后,机组负荷达到稳定所需的时间。

  1.4负荷变化幅度

  机组参与一次调频的负荷变化幅度,是考虑当频率变化过大时,机组负荷不再随频率变化,以保证机组稳定运行。但是,变化幅度限制的越小,一次调频能力越弱。

  2华北电网发电机组一次调频运行规定中的主要参数要求

  (1)采用电液调速系统(DEH)的汽轮机组,一次调频功能应由DEH实现。应采取将频差信号叠加在汽轮机调速汽门指令处的设计方法,以保证一次调频的响应速度。如采取其它形式的设计方法,也必须满足各项技术指标的要求。

  (2)-次调频的人工死区控制在士0.033Hz(±2r/min)内。

  (3)机组调速系统的速度变动率一般为4%~5%。

  (4)-次调频的最大调整负荷限幅,额定负荷210MW~490MW的火电机组,一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±8o/-.额定负荷100MW~200MW的火电机组,一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±10%。

  (5)电液调节控制系统的火电机组,其调速系统的迟缓率小于0.06%。3陡河发电厂一次调频改造前的情况陡河发电厂是在2001年开始陆续进行DCS改造的,改造后DEH系统中具有一次调频功能,DEH系统有四种运行方式:功率方式、主气压方式、阀位方式、协调方式,其中只有运行在功率方式时才可以实现一次调频功能,而且操作画面设有一次调频投~切按钮,机组运行人员可以根据机组运行状况进行人为投入、退出。一次调频的人工死区控制在±0.099Hz(±6r/min)内}一次调频投入时,一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±10%;机组负荷最大波动不超过20MW。从以上数据可以看出,当时机组的一次调频状况对稳定网频的贡献是相当有限的。

  4改造情况

  陡河发电厂从2005年开始陆续对各机组进行一次调频功能的试验及改造工作,经过多次的改造后,主要技术指标达到了电网公司的要求,个别指标还优于电网公司的指标,目前各机组的主要参数如下。

  图1 一次调频改进后的响应曲线
一次调频功能的优化及分析

  (1)采取将频差信号叠加在汽轮机调速汽门指令处的设计方法,以保证一次调频的响应速度,即把频差信号直接叠加在综合阀位指令出口,在所有运行方式(功率方式、主气压方式、阀位方式、协调方式)下均可实现一次调频功能,取消逻辑中一次调频叠加后的一阶惯性延迟(原定为2S)以保证响应迅速。当机组工作在机组协调或AGC方式时,由DEH、DCS共同完成一次调频功能,以保证机组一次调频的响应速度和持续性。

  (2)取消电调、协调中的一次调频投/切操作按钮,即人为不能进行一次调频的投切操作,改为由负荷判断后自动投切一次调频,自动投切一次调频参数修改为:#3、4机组(额定负荷250MW)高于120MW自动投入一次调频,低于115 MW自动切除一次调频,在负荷高于260MW时自动切除一次调频,负荷下降到255MW时时自动投入一次调频。#5-8机组(额定负荷200MW)高于95MW自动投入一次调频,低于90MW自动切除一次调频,在负荷高于215MW时自动切除一次调频,负荷下降到210MW时时自动投入一次调频。此指标优于电网公司的指标。

  (3)为了保证一次调频对转速的精度要求,DEH系统中的转速选择改为三取中逻辑。

  (4)-次调频的人工死区控制在±0.025Hz(土1. Sr/min)内,此指标优于电网公司的指标。

  (5)机组调速系统的速度变动率设为5%。

  (6)-次调频的最大调整负荷限幅为机组额定负荷的±10%。

  5结语

  通过对机组一次调频的改造,从图1中可以看出,当电网频率下降时,负荷指令增加,主汽调门开度增加,能够保证机组负荷迅速提高,满足电网供电的需求,同时参与一次调频的机组稳定性也未受到影响,因此一次调频功能的改造取得了良好的效果。

  参考文献

  【1】段南,大型火电机组一次调频功能投入的研究[J].华北电力技术,2003(10).

  [2]肖增弘,徐丰,汽轮机数字式电液调节系统[Ml.北京:中国电力出版社,2003.

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