一次調(diào)頻課件

1、發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻1頻率的概念及其含義2一次調(diào)頻的概念 當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，在發(fā)電機(jī)組技術(shù)條件許可的范圍內(nèi)，調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量，從而增減發(fā)電機(jī)的功率，這種由調(diào)速系統(tǒng)頻率的靜態(tài)特性而增減發(fā)電機(jī)功率所起到的調(diào)頻作用成為頻率的一次調(diào)整。一次調(diào)頻主要利用機(jī)組的蓄能，對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行快速的、有差的調(diào)整。3電網(wǎng)頻率調(diào)整的三個(gè)階段自然調(diào)頻：定義為調(diào)速系統(tǒng)未動(dòng)作時(shí)，僅靠系統(tǒng)的自平衡能力來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)供電頻率的過(guò)程。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率負(fù)荷不平衡后，電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)能會(huì)隨著電網(wǎng)頻率的變化而變化，因此可吸收或釋放部分能量來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)能量的變化，同時(shí)用電設(shè)備的負(fù)荷也會(huì)隨電網(wǎng)頻率的變化而變化，從而可減緩

2、供電頻率的變化。4電網(wǎng)頻率調(diào)整的三個(gè)階段 一次調(diào)頻：定義為發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)本身的固有特性，通過(guò)轉(zhuǎn)速反饋?zhàn)饔酶淖儼l(fā)電機(jī)輸出功率來(lái)調(diào)整電網(wǎng)的頻率。在電網(wǎng)頻率按自然調(diào)頻過(guò)程變化的同時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)探測(cè)到機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化后，通過(guò)轉(zhuǎn)速反饋?zhàn)饔醚杆僬{(diào)整各發(fā)電機(jī)組的輸出功率，以降低頻率變化的幅度，對(duì)頻率實(shí)現(xiàn)有差的調(diào)整。 5電網(wǎng)頻率調(diào)整的三個(gè)階段 二次調(diào)頻：電廠運(yùn)行人員或機(jī)組DCS系統(tǒng)通過(guò)改變發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的功率輸出值，從而改變發(fā)電機(jī)組的輸出功率，使電網(wǎng)頻率回到額定值。在一次調(diào)頻作用后，最終穩(wěn)定頻率會(huì)偏離額定值。需通過(guò)調(diào)整預(yù)先指定的調(diào)頻機(jī)組的負(fù)荷設(shè)定值，使各機(jī)組的負(fù)荷變化量轉(zhuǎn)移到調(diào)頻機(jī)組上，同時(shí)將頻率恢復(fù)到額

3、定值。 6電網(wǎng)頻率調(diào)整的三個(gè)階段注意： 日常所說(shuō)的調(diào)頻機(jī)組是指參與二次調(diào)頻的機(jī)組，并不是只有調(diào)頻機(jī)組才承擔(dān)一次調(diào)頻任務(wù)，所有機(jī)組都應(yīng)具有良好的一次調(diào)頻能力?，F(xiàn)在還有許多人認(rèn)為只有調(diào)頻機(jī)組才需承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，基荷機(jī)組不承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，因此僅調(diào)頻機(jī)組需投入一次調(diào)頻功能。這種思想是完全錯(cuò)誤的。由于發(fā)電機(jī)組的自平衡能力很弱，每臺(tái)機(jī)組的轉(zhuǎn)速反饋即一次調(diào)頻功能隨時(shí)都應(yīng)投入，才能保證安全運(yùn)行。7加強(qiáng)一次調(diào)頻管理的重要性 隨著電網(wǎng)的大型化，區(qū)域電網(wǎng)逐漸實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）功能也日益強(qiáng)大，正常工況下利用二次調(diào)頻就可以將電網(wǎng)頻率控制在要求的范圍內(nèi)。因此部分電廠運(yùn)行人員認(rèn)為切除機(jī)組一次調(diào)頻功能，機(jī)組負(fù)荷不隨

4、電網(wǎng)頻率的變化而進(jìn)行調(diào)整，有利于發(fā)電廠的運(yùn)行，這種觀點(diǎn)致使電廠切除、削弱一次調(diào)頻功能的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的安全隱患。8加強(qiáng)一次調(diào)頻管理的重要性 一次調(diào)頻主要調(diào)節(jié)的是電網(wǎng)中快變的隨機(jī)負(fù)荷分 量，其最大特點(diǎn)就是快速性；二次調(diào)頻主要調(diào)節(jié)的是周期較長(zhǎng)的慢變負(fù)荷分量。 在突發(fā)性事故中，如發(fā)生大的負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，若電網(wǎng)內(nèi)缺乏一次調(diào)頻能力，僅靠二次調(diào)頻控制，難以保證電網(wǎng)的頻率質(zhì)量，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)頻率大幅度波動(dòng)甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰的惡性事故。9一次調(diào)頻對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的貢獻(xiàn)一次調(diào)頻在大型機(jī)組切機(jī)時(shí)的作用10一次調(diào)頻對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的貢獻(xiàn) 當(dāng)電網(wǎng)中某機(jī)組在起始時(shí)刻20秒后時(shí)突然切機(jī)，電網(wǎng)內(nèi)投入一次調(diào)頻功能時(shí)，區(qū)域內(nèi)

5、頻率變化瞬時(shí)值要低于電網(wǎng)內(nèi)切除一次調(diào)頻功能時(shí)的頻率變化。此時(shí)，機(jī)組的二次調(diào)頻效果難以實(shí)現(xiàn)，對(duì)穩(wěn)定頻率并無(wú)明顯作用。 在正常工況下，負(fù)荷的低頻慢變部分較多，因此在正常工況下一次調(diào)頻投入與否的差別并不明顯；電網(wǎng)事故發(fā)生多為突發(fā)情況，全網(wǎng)出力及供電負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，對(duì)于負(fù)荷或出力的高頻快變擾動(dòng)，僅依靠二次調(diào)頻的作用很難將頻率控制在理想范圍內(nèi)，并有可能在二次調(diào)頻未發(fā)生作用時(shí)電網(wǎng)已經(jīng)發(fā)生頻率崩潰等大型電網(wǎng)事故。即雖然表面上兩種控制手段在正常工況下都可以使電網(wǎng)頻率有較好的頻率質(zhì)量，但是兩種情況下電網(wǎng)應(yīng)付突變負(fù)荷的能力卻是截然不同的。11一次調(diào)頻動(dòng)作函數(shù)（300MW機(jī)組）2-2最大轉(zhuǎn)速偏差(rp

6、m)最大補(bǔ)償量(MW)功率補(bǔ)償量(MW)n-3000 (rpm)最大轉(zhuǎn)速偏差(rpm)12一次調(diào)頻的典型實(shí)現(xiàn)方案 根據(jù)華北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理規(guī)定，火力發(fā)電機(jī)組應(yīng)采取DEH+CCS的一次調(diào)頻實(shí)現(xiàn)方案。其中： DEH側(cè)是執(zhí)行級(jí)，是有差、開環(huán)調(diào)節(jié)，保證快速性。DEH瞬間調(diào)整汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽調(diào)節(jié)門，利用機(jī)組蓄熱能力，快速增、減機(jī)組出力。 CCS側(cè)是校正級(jí)，是無(wú)差、閉環(huán)調(diào)節(jié)，保證持續(xù)性和精度。根據(jù)設(shè)計(jì)的速度變動(dòng)率指標(biāo)進(jìn)行功率校正13DEH側(cè)存在的問(wèn)題 DEH側(cè)的調(diào)節(jié)特性對(duì)于一次調(diào)頻的效果來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，DEH側(cè)調(diào)節(jié)效果的優(yōu)劣直接決定一次調(diào)頻動(dòng)作效果的優(yōu)劣。 目前DEH側(cè)主要存在的問(wèn)題有：閥門調(diào)

7、頻增量不足，速度變動(dòng)率實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)大受機(jī)前壓力的影響，低負(fù)荷調(diào)頻效果較差順序閥的運(yùn)行方式，汽機(jī)在閥間切換工況時(shí)，調(diào)頻效果差14CCS側(cè)存在的問(wèn)題 以下運(yùn)行方式對(duì)一次調(diào)頻有較明顯的反調(diào)現(xiàn)象：DEB協(xié)調(diào)運(yùn)行方式（存在調(diào)節(jié)級(jí)壓力內(nèi)回路）機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)DEH壓控運(yùn)行方式（類同機(jī)跟爐） 一次調(diào)頻不理想的原因都是因?yàn)橛袎毫刂苹芈穮⑴c調(diào)節(jié)（機(jī)前壓力或調(diào)節(jié)級(jí)壓力）的結(jié)果。表現(xiàn)為：一次調(diào)頻滿足動(dòng)作條件時(shí)，DEH立即動(dòng)作，調(diào)頻指令使閥門按設(shè)計(jì)的方向進(jìn)行階躍變化，此變化引起調(diào)節(jié)級(jí)壓力或機(jī)前壓力相應(yīng)變化，壓力控制回路對(duì)壓力偏差進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，輸出的綜合閥位指令方向與一次調(diào)頻動(dòng)作指令方向相反，導(dǎo)致一次調(diào)頻響應(yīng)緩慢和快

8、速拉回。15一次調(diào)頻主要指標(biāo) 機(jī)組轉(zhuǎn)速不等率() 早期的純液調(diào)機(jī)組，機(jī)組一次調(diào)頻功能為純機(jī)械控制，液調(diào)系統(tǒng)感受汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，相應(yīng)的開/關(guān)汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽門，轉(zhuǎn)速偏差理論上與調(diào)門開度成一定關(guān)系，該關(guān)系定義為轉(zhuǎn)速不等率，以來(lái)表示。n1-空負(fù)荷轉(zhuǎn)速（負(fù)荷設(shè)定點(diǎn)不變）n2-滿負(fù)荷轉(zhuǎn)速（負(fù)荷設(shè)定點(diǎn)不變）n0-額定轉(zhuǎn)速16轉(zhuǎn)速功率n1n2300(MW)6001000 轉(zhuǎn)速不等率是表征一次調(diào)頻特性的基本參數(shù)，它反映了機(jī)組功率變化與電網(wǎng)頻率變化之間的靜態(tài)放大倍數(shù)。轉(zhuǎn)速不等率一般為4-5%，越低，機(jī)組出力對(duì)網(wǎng)頻變化的靈敏度越高，即對(duì)機(jī)組的一次調(diào)頻能力要求越高。172-2最大轉(zhuǎn)速偏差(rpm)最大補(bǔ)償量(MW)

9、功率補(bǔ)償量(MW)n-3000 (rpm)最大轉(zhuǎn)速偏差(rpm)18 例如，5%的轉(zhuǎn)速不等率意味著轉(zhuǎn)速偏差達(dá)到5%3000=150rpm時(shí)，調(diào)門應(yīng)全開或全關(guān)，相當(dāng)于150rpm偏差增加負(fù)荷100%， -150rpm偏差減少負(fù)荷100%。 統(tǒng)機(jī)械模式下，轉(zhuǎn)速不等率一般可以通過(guò)計(jì)算方法求得，在蒸汽參數(shù)和其他輔助系統(tǒng)在額定條件下，對(duì)測(cè)速、頻差放大、伺服驅(qū)動(dòng)、以及閥門等各環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性分別進(jìn)行計(jì)算，可以求出調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 一般地，出廠時(shí)默認(rèn)轉(zhuǎn)速不等率 =4.5%。 純電調(diào)模式下，邏輯設(shè)置實(shí)現(xiàn)。19一次調(diào)頻主要指標(biāo) 機(jī)組一次調(diào)頻的功率補(bǔ)償量(P) 是由機(jī)組轉(zhuǎn)速不等率 和電網(wǎng)頻率偏差（可轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速偏

10、差n）計(jì)算出來(lái)的，公式如下：20一次調(diào)頻主要指標(biāo) 機(jī)組的遲緩率 是指由于調(diào)速器、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)和配汽機(jī)構(gòu)部件有磨擦、間隙等原因使輸入信息與輸出信息之間存在的遲緩現(xiàn)象。 21一次調(diào)頻主要指標(biāo) 遲緩率的計(jì)算公式如下： =(n/n0)*100% n0為額定轉(zhuǎn)速22一次調(diào)頻主要指標(biāo) 機(jī)組一次調(diào)頻頻率死區(qū) 系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速附近對(duì)轉(zhuǎn)速的不靈敏區(qū)。為了在電網(wǎng)頻率變化較小的情況下提高機(jī)組穩(wěn)定性，避免機(jī)組調(diào)門及負(fù)荷不必要的晃動(dòng)，在電調(diào)系統(tǒng)設(shè)置有頻率死區(qū)。目前， 華北電網(wǎng)要求機(jī)組一次調(diào)頻頻率死區(qū)為0.033赫茲（2 轉(zhuǎn)） 。 23一次調(diào)頻主要指標(biāo) 一次調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)滯后時(shí)間 從電網(wǎng)頻率變化達(dá)到一次調(diào)頻動(dòng)作值到機(jī)組負(fù)荷開

11、始變化所需的時(shí)間，為一次調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)滯后時(shí)間，應(yīng)小于3秒。24一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述 極值法 判據(jù)：系統(tǒng)頻率發(fā)生大于0.033赫茲（2 轉(zhuǎn)）的波動(dòng)后，3秒內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻必須動(dòng)作，15秒內(nèi)機(jī)組有功變化量不小于理論計(jì)算值的90%25一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述 參數(shù)法 判據(jù)：系統(tǒng)頻率發(fā)生大于0.033赫茲（2轉(zhuǎn)）的波動(dòng)后，3秒內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻必須動(dòng)作， 根據(jù)事故后30秒系統(tǒng)的頻率變化和事故后60秒內(nèi)機(jī)組的最大功率變化，計(jì)算出機(jī)組的等值速度變動(dòng)率參數(shù)，根據(jù)速度變動(dòng)率的計(jì)算結(jié)果，分以下幾個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)：26一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述速度變動(dòng)率評(píng)價(jià)5% 優(yōu)秀5% 10% 良好10%20% 一般20% 差27一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述計(jì)算方法速度變動(dòng)率 28一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述 電量法 判據(jù)：系統(tǒng)頻率發(fā)生大于0.033赫茲（2轉(zhuǎn)）的波動(dòng)后，3秒內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻必須動(dòng)作， 對(duì)于機(jī)組在發(fā)生擾動(dòng)后1分鐘的功率曲線，計(jì)算出該曲線的積分電量Wr，再對(duì)1分鐘內(nèi)頻率差通過(guò)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)函數(shù)作出機(jī)組理論響應(yīng)曲線，根據(jù)理論響應(yīng)曲線計(jì)算出機(jī)組的理論響應(yīng)電量Wc，根據(jù)Wr、Wc，計(jì)算一次調(diào)頻性能參數(shù)I ，IK則機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作合格。29一次調(diào)頻評(píng)價(jià)方法概述 計(jì)算公式： I = 30檢查中發(fā)現(xiàn)一次調(diào)頻管理中存在的問(wèn)題 1.機(jī)組協(xié)調(diào)控制CCS模式或DEH邏輯設(shè)置不當(dāng)，影響了一次調(diào)頻