《水电机组一次调频》PPT课件

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1、水电机组一次调频陕西电力科学研究院李华主要内容一、一次调频的概念二、水电机组一次调频的技术要求三、水电机组一次调频相关测试与试验四、影响水电机组一次调频性能的因素五、相关问题探讨安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究一、一次调频概念什么是一次调频？调频？机组，电网？一次？（固有特性）几种定义发电机组根据其调速系统的固有频率特性，随频率变化而进行功率调整的调频过程。通过水轮发电机组和火力发电机组调速系统的负荷频率特性对电网的功率和

2、频率的控制，通常叫电网一次调频。他主要是由发电机组调速系统的静态特性F=f（P）及其PID动态调节特性来实现的。电网的一次调频是针对偏离了系统额定频率（50Hz）的频率偏差，按功率永态差值系数ep（调差系数）对机组进行功率控制的。它是将电网（机组）频率（转速）信号送入机组调速系统的频率（转速）输入端口，频率（转速）给定值与其比较形成频率（转速）偏差，调速系统根据这个偏差信号进行调节。机组并网运行时，受到外界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外

3、界负荷相平衡，同时尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。它是一种有差调节。一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的增加（频率下降时）或减少（频率升高时），以限制电网频率变化的特性。一次调频是指电网频率发生变化时通过水轮发电机组调速系统自身的负荷-频率静态特性和动态特性对电网进行控制。水轮发电机组调速系统的一次调频功能就是指，在并网发电的状态下，如果频率超过50Hz时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷-频率曲线进行负荷调节，自动下调一定

4、的负荷；当频率低于50Hz时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷-频率曲线进行负荷调节，自动上调一定的负荷。电网一次调频：针对电网上变化幅度较小，变化周期较短的负荷分量所引起的电网频率小波动所进行的频率调节。二、水电机组一次调频的技术要求何时开始调？调多少？调多快？与其他调节过程如何协调？何时开始调？死区0.05Hz人工死区？50±0.05Hz转速死区？≤0.02%0.04%响应滞后时间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为一次调频负荷响应滞后时间，应小于3秒

5、调多少？（一次调频目标出力）频率偏差由调速系统（/机组）的静态特性确定永态转差系数bp≤3%bp=Δf/Δy死区≤0.05Hz最大调整负荷限幅机组额定功率的6%调速系统（/机组）静态特性1理想的简化的静态特性Δy=Δf/bpΔp=Δf/epbpep的区别与联系？水头的影响？频率f接力器行程y（/机组功率p)永态转差系数bp(/调差率ep/机组永态转差率)Δy(/Δp)调速系统（/机组）静态特性2考虑人工频率死区的静态特性人工频率死区：0.05Hz？0.04Hz？Δy=(Δf-ef)/bpΔp=(Δf-e

6、f)/ep调速系统（/机组）静态特性3考虑转速死区和非线性度的静态特性转速死区ix：≤0.02%（0.01Hz）非线性度：近似为直线（≤5%）Δy≈(Δf-ef)/bpΔp≈(Δf-ef)/ep调速系统（/机组）静态特性3考虑人工开度死区的静态特性一次调频限幅一次调频最大负荷限幅为机组额定功率的6%Δp≈(Δf-ef)/ep≤6%实现方式：①限频差；若Ef=0.05Hz，ep=3%则：Δf≤0.28%，即ΔF≤0.14Hz，②限控制输出；技术讨论6%调多少？（小结）影响一次调频调节量目标值的因素：频差永

7、态转差系数bp/机组调差率ep水头的影响人工频率死区转速死区人工开度死区限幅值：Δp≈(Δf-ef)/ep≤6%调多快？1具体要求：当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应在15秒内根据机组响应目标完全响应；在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45秒内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值应在机组额定有功出力的±3%内。调多快？2一次调频调节速度相关因素：比例增益P-积分增益I-微分增益D调速系统随动系统动态特性接力器不动时间，接力器反应时间常数，水轮机导水机构机械特性等等。水流惯性时间常数

8、及其它机组相关特性功率反调现象；机组功率摆动现象；等等与其他调节过程如何协调？具体要求：水电机组监控系统设计时，应保证监控系统闭环控制方式下，机组调速系统一次调频功能能够正常发挥作用。实现方式：监控系统改闭环控制为开环、半开环控制；引出一次调频动作接点，作用于监控系统。与AGC的协调控制三、水电机组一次调频相关测试与试验1具体要求1（西北电网）机组一次调频性能测试报告调速系统的传递函数、各环节参数及有关试验报告机组负荷随实际电网频率变化曲线