基于电网安全的火力发电机组一次调频性能优化的研究与应用

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1、基于电网安全的火力发电机组一次调频性能优化的研究与应用万文军陈锐民黄卫剑叶向前（广东电力科学研究院广州，510075）摘要本文通过某大电网供应侧甩负荷的事故分析，指出了网内火力发电机组一次调频性能较差。针对发电机组一次调频控制策略存在的主要问题，提出了基于电网安全的一次调频控制策略的优化方案。控制策略优化前后机组一次调频测试结果表明文中提出的控制策略大大提高了机组一次调频的响应速度和持久响应能力，确保了电网在供需动态失衡过程中网频的稳定和电网运行的安全。关键词：电网，一次调频，火电机组，控制策略，优化StudyandApplicationonPerformanceOptimizat

2、ionofPrimaryFrequencyRegulationforFossil-fuelPowerGenerationUnitsBasedonPowerGridSafety(GuangdongElectricPowerTestandResearchInstitute,Guangzhou,510075)WANWen-junCHENRui-minHUANGWei-jianYEXiang-qianAbstract:Thepoorperformanceofprimaryfrequencyregulationofthefossil-fuelgenerationunitsoperatingi

3、nsomealargescalepowergridwaspointedoutinthispaper,throughtheaccidentbyreasonofprovidingelectricitysidepowercomingdownhugelybeinganalyzed.Theoptimizationschemeofcontrolstrategywasproposedinordertoimprovegeneralperformanceofprimaryfrequencyregulationofpowergenerationunits.Thetestresultsindicated

4、thattheresponsibilitysuchasvelocityandpermanencewasimprovedconsumedly,whichwouldensurethefrequencybesteadyandoperatingsafelyofpowergridwhenthebalancebetweenprovidinganddemandsidehasbeenbrokensuddenly.Keywords:PowerGrid,PrimaryFrequencyRegulation,Fossil-fuelPowerGenerationUnits,ControlStrategy,

5、Optimization1引言(Introduction)目前，大容量（1000MW级）机组陆续并网运行，这类机组的突然跳闸和区域网间输电回路的突然故障对电网冲击巨大。为了保证电网安全，电源侧发电机组应具备高效的一次调频功能。电网自动发电控制（AGC）是建立在理论负荷预测的基础上完成长周期负荷变化时的电网供需两侧的平衡[1]。从自动控制方面来讲，现有AGC是一种粗调手段，电网频率的随机波动的特性[2]需由一次调频实时、精细调整，一次调频是电网应对突发事件不可或缺的调整手段，因而，网内发电机组一次调频性能的好坏直接关乎电能质量与电网安全[3]。如某大电网，由于某直流输电回路单极跳闸，

6、甩去出力接近1400MW，电网频率突降约0.15Hz，T1时刻最低达到49.842Hz，经过52s最后稳定在49.919Hz，走出了一次大偏差的衰减振荡轨迹，见图1。通过对采集的历史数据的比较分析，网频大幅下降的直接原因是网内发电机组，特别是火电机组的一次调频能力（包括调频负荷速率与调频量）严重不足，无法第一时间有效应对电网这种突发事件用以维持供需平衡。目前电源侧一次调频性能的不佳之状况严重威胁电能品质与电网安全稳定运行。加之越来越多大容量机组的并网发电，其非计划停运将对电网带来极大冲击，为了确保电网安全稳定运行，优化网内发电机组一次调频控制性能已迫在眉睫。T5T2T4T3T1T0

7、图1某电网供需侧失衡后电网频率变化记录曲线Fig1TheFrequencyTransientofSomeaLargeScalePowerGridAfterTheBalanceHavingBeenBrokenBetweenProvidingandDemandSide1网内发电机组一次调频控制策略现状(TheActualityonControlStrategyofGenerationUnitsOperatinginSomeaGrid)目前，该电网内发电机组特别是火力发电机