投入发电机组的一次调频功能确保电网高质量电力供应

维普资讯 http://www.cqvip.com ５２　华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　Ｎｏ・６　２００２　投入发电机组的一次调频功能　确保电网高质量电力供应　Ｕｓｉｎｇ　Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｇｕａｒａｎｔｅｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｇｕａｌｉｔｙ　ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　河北省电力试验研究所（河北石家庄０５００２１）　邯郸热电有限责任公司（河北邯摘　要：投入大机组的一次调频功能，提高电网负　荷变化时的频率响应能力，保持系统频率在允许　范围内，对确保高质量的电力供应至关重要。简要　介绍了发电机组一次调频的作用和原理，河北南　网投入一次调频的情况及目前存在的问题，供有　张　勤　刘双林　梁兆瑞　郸０５６００４）　关人员参考。　关键词：一次调频；自动发电控制；措施　中图分类号：ＴＫ３２１　图１　发电机组功率频率与负荷频率静态特性曲线　随着国民经济的蓬勃发展，电网负荷急剧加　大，特别是冲击性、非线性负荷的不断增长，使电　网频率降低，电压波形畸变，电压波动、闪变和三　相不平衡等电能质量问题日益突出，直接影响到　电能的质量。频率是评价电能质量的重要指标，电　力部颁发的《电力系统调度管理规程》中明确规定　发电机组的功率频率静态特性Ｐｏ一厂与负　荷的频率静态特性曲线Ｐ　一厂的交点ａ是电力　系统频率的稳定运行点，厂Ｎ为标称值。　当系统负荷突然增加△Ｐ　时，若此时系统内　所有发动机组的调速系统均不动作，将促使系统　内各发电机组的转速突然下降，相应地系统频率　也下降到厂　（６点）；此时系统频率超出ＤＥＨ控制　系统的死区（一般为０．０５　）时，ＤＥＨ控制系统　的一次调频回路迅速动作，将汽机的调门开大，使　发电机的出力增加ｆｘＰｏ。，系统频率回升至厂。（ｃ　系统频率标准为５００　Ｈｚ，偏差不得超过士０．２　Ｈｚ。实际运行中系统频率保持在不大于士０．２　（即±０．１　Ｈｚ）范围内。保持系统频率稳定，实现电　网综合优化，以求安全、质量、经济效益三者平衡　统一。频率超过允许范围都会影响电力系统、发电　点），这个调节过程通常称为汽轮机组的一次调　频，一般在秒级时间内完成。但系统频率仍然没有　机组和用户的安全和经济效益。因此，投入大机组　的一次调频功能，提高电网负荷变化时的频率响　应能力，保持系统频率在允许范围之内，确保高质　量的电力供应是非常重要的。　恢复到，Ｎ，还需要继续增加发电机出力２ＸＰ。　，这　时调节手段有２种：　（１）手动调节　ｌ　发电机组一次调频的工作原理　当电力系统负荷、频率变化时，汽轮机控制系　统（ＤＥＨ）将自动地改变调门的开度，从而改变发　电机的出力，以求系统功率的供需平衡，恢复频率　到正常的允许范围之内。电力系统频率静态特性　曲线如图１所示。　按着调度分配指令，机组值班员用手动操作，　使发电机出力增加ｆＸＰｏ　，系统频率由厂２恢复到　厂Ｎ，这就是通常所说的二次调频。　（２）自动调节　参与调频机组的ＣＣＳ接受ＡＧＣ发来的负荷　分配遥控指令。通过ＤＥＨ使汽轮机的调门自动　开大，增加发电机出力至ｆｘＰ。　，使系统频率恢复　维普资讯 http://www.cqvip.com 华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　５３　至厂Ｎ的原始水平，无需人为干预，自动地实现二　次调频。　实际上电力系统的调频过程是一项复杂的系　求和河北南网发电机组调峰、调频的需要，从　１９９８年开始，运用现代控制技术和三维技术，成　功地对原有２００　Ｍｗ机组的控制系统进行了分　统工程，影响频率的因素是多方面的，和许多参数　有关。除了调频之外还要调整系统间联络线的交换　功率，使联络线的交换功率尽可能经济地保持在计　散控制系统（ＤＣＳ）改造（包括数字电液控制系统　ＤＥＨ），以及汽轮机的通流改造，使２００　Ｍｗ机组　出力提高到２２０　Ｍｗ，煤耗下降４０　ｇ以上，取得　了显著的经济效益，使发电机组的自动化水平上　了一个台阶，并实现了发电机组的ＡＧＣ控制。　划交换功率，避免在调频过程中出现超调或频率长　期不稳现象，因此提高机组的调频水平，对保证电　力系统安全、稳定、经济运行具有深远的意义。　目前，能够实现协调控制系统（ＣＣＳ）的ＡＧＣ　机组和汽机同步电动机直接控制（ＨＧＴ）的ＡＧＣ　机组（未改造完的发电机组），约占总装机容量的　近７Ｏ％左右，并投入了机组的一次调频功能，在　２河北南网发电机组ＤＥＨ状况及一次调　频的投入情况　改革开放以来，河北省的电力工业得到了长　足发展，河北南网现有装机容量８００万ｋｗ・ｈ以　上，但原有的２００　Ｍｗ机组自动化水平低、汽机　电网中起到了一定的作用。为了深入了解ＤＥＨ　的调频性能和各机组的一次调频状况，利用机组　调试机会，于２００１年６月９日～１０日对邯峰电厂　２号机组甩５Ｏ　（３３０　ＭＷ）和１００％（６６０　ＭＷ）负　荷时，做了河北南网２００　Ｍｗ以上装有ＤＥＨ机组　控制系统都是液调或电液并存方式，这样不管是　液调还是电调方式运行，都是通过中间滑阀和油　动机去控制调门，仍使用原来的凸轮配汽机构，这　种系统普遍存在着负荷适应性差、控制精度低、响　应速度慢、可靠性差、自动化水平低等问题，更谈　的一次调频试验，实际动作情况见表１。　从试验结果可知，在负荷变化时，装有ＤＥＨ　的机组投入一次调频后，可有效地提高系统的频　不上ＡＧＣ控制。为了满足现代电网对机组的要　率响应能力，改善电网的供电质量。但在一次调频　表１河北南网２００　ＭＷ以上机组投人ＤＥＨ的调频试验情况　维普资讯 http://www.cqvip.com ５４　华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　中也存在一些问题，由于ＤＥＨ性能以及一些人　为因素，各机组的一次调频存在一定的差异，这种　差异直接影响一次调频的效果，这些问题的解决　一方面是要有相关政策支持，另一方面还需对一　次调频的整定参数进行深入细致的研究，使机组　的一次调频既能满足电网的要求，又能保证机组　的安全，稳定运行。在这些方面还需做艰苦细致的　工作，确保河北南网一次调频功能的正常投入。　３搞好河北南网的调峰、调频工作，确保　电网高质量的电力供应　从电厂一电网一负荷用户的整体调度控制技　术来讲，电网调度自动化的重要内容之一是把电　网、电厂、用户作为一个整体来考虑，根据用电负　荷的需要，及时合理地调整电网负荷曲线及峰谷　差，保持电网频率、电压合格，实现信息采集，安全　监控，直接调度电厂每台机组的负荷。根据每台机　组的经济性能指标，实现微增经济调度，给出最　佳、最经济的负荷分配指令，这些指令通过ＣＣＳ　系统去控制汽机控制系统和锅炉控制系统，实现　机、炉、电协调控制。这样既能保证机、炉在最佳状　态下运行，又能满足电网对负荷变化的需求，实现　ＡＧＣ控制。因此，做好电网和机组的调峰、调频工　作尤为重要。　３．１电网的调频措施　电网的调频依赖于自动发电控制ＡＧＣ。自动　发电控制ＡＧＣ是以计算机为基础的，现代控制　理论为核心的调度自动化控制系统，是建立在发　电机组协调控制系统之上的电网控制手段。实现　ＡＧＣ控制，达到供需平衡和高质量电力供应，从　而提高电网运行的经济性。为了充分发挥ＡＧＣ　在电网调频中的作用，应做好如下工作：　（１）更换不能满足安全稳定运行的ＲＴＵ，使　ＡＧＣ与发电机组的ＣＣＳ正常通信，实现发电机　组ＡＧＣ控制，达到负荷自动调整之目的。　（２）电网中ＡＧＣ的可调容量应与系统负荷　增长相适应，保持ＡＧＣ中可调容量达到系统最　大负荷的８　～１０　。　（３）河北南网的水电比重仅占总装机容量的　１　左右，只能靠火电厂来参与ＡＧＣ控制，因此　要求２００　Ｍｗ以上机组都投入协调控制，实现负　荷自动调节来满足电网需求。　（４）根据ＡＧＣ机组对系统的实际贡献，制定　相关的优惠政策和奖励措施，按照调节容量、调节　速率、调节偏差进行必要的经济补偿，从而促进　ＡＧＣ机组投运的积极性。　（５）完善、修改和开发ＡＧＣ软件，使之更好　地适应电网的需要。　３．２发电机组的调峰，调频措施　目前，河北南网的负荷峰谷差较大，水电比重　又非常小，原设计带基本负荷的２００　Ｍｗ、３００　Ｍｗ机组不得不参与电网的调峰、调频运行，这　些主力机组的运行方式与原设计有很大差别。为　了满足电网的要求，从１９９８年开始对２００　Ｍｗ　以上机组进行自动化改造，取得了显著成效。改造　后的机组基本实现了ＡＧＣ控制。为了使机组更　好地适应ＡＧＣ控制，需做好如下工作：　（１）加强机组的基础自动化工作，利用先进　的现代控制技术，研究自动化系统的控制策略、系　统结构、测点位置，解决自动调节系统中存在的难　题，确保机组实现ＡＧＣ控制。　（２）加大老机组自动化改造的力度，彻底解　决老机组负荷适应性差、控制精度低、响应速度　慢、可靠性差、经济效益低、自动化水平低、不能满　足现代电网需求的问题。　（３）所有配备ＤＥＨ控制系统的机组，都要投入　一次调频功能，以提高电网对频率变化的响应能力。　（４）ＤＥＨ控制系统的参数设置，要综合考　虑，既要考虑发电机组的稳定性，又要考虑电网调　频的效能，因此ＤＥＨ的转速不等率应设在４　～　５　范围内，为保证一次调频的效能，不设一次调　频的速率限制。　（５）ＣＣＳ系统要从电网的大局出发，综合　ＡＧＣ机组的调节效能进行参数整定，避免出现过　调和欠调的现象，保证负荷的调节精度。　４结束语　随着电网规模不断扩大和自动化水平的提　高，具备自动发电控制（ＡＧＣ）功能的机组越来越　多，如何鼓励ＡＧＣ机组在电网中的调频效能，保　证电网的供电质量，值得认真研究，虽然我们对发　电机组的一次调频做了大量行之有效的工作，采　取了一定的技术措施，取得了一定的成绩，但并没　有达到十分满意的效果，建议电网的管理部门制　定相关的补偿政策，鼓励ＡＧＣ机组投运的积极　性，这对提高电网的电能质量，调节供需平衡和安　全、稳定、经济运行，具有深远的意义。　（收稿日期：２００１—１　０—１８）