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1、第33卷第11期Vol.33No.112009年6月10日June10,2009基于PMU的机组一次调频特性参数在线监测12郑涛,高伏英(1.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市210003;2.华东电力调度中心,上海市200002)摘要:提出了一种基于同步相量测量装置(PMU)采集的动态测量数据,在广域测量系统(WAMS)中在线监测机组一次调频特性参数的方法。首先通过实时监视电网频率识别扰动发生,并利用多判据区分频率的大扰动和小扰动,然后采用不同的方法计算机组的一次调频特性参数,包括调速器的调差系数、一次调频死区和延
2、迟时间,评估发电机的一次调频性能,为一次调频的考核及评价提供依据。最后,结合网省调WAMS实际工程实施,介绍了机组一次调频特性参数实测的工程应用情况,对文中所提出的方法进行了验证。关键词:WAMS;PMU;一次调频;调差系数中图分类号:TM7610引言助PMU既可以确保全局范围内的测量结果具有同时性,解决跨空间测量的同时性问题,也有助于通过频率是衡量电网电能质量的一个重要指标,机较高的采样频率分析计算频率扰动时机组一次调频组一次调频功能的投入可明显改善电网频率质的动作过程。利用PMU的信息,通过实时同步测[1]量。电网公
3、司对发电机组一次调频的管理,主要量机组出力与机组频率的变化关系从而在线测算机包括正式投运前的一次调频试验和日常监控。通过组的调差系数、调频死区等一次调频参数,并与要求较大频差(如0.2Hz)的阶跃信号模拟电网发生扰的整定值比较,可定性评价机组一次调频的投入情动所进行的一次调频试验往往不能真实反映机组在况和调节性能,为一次调频的考核与评价提供依据。实际运行环境中的一次调频响应情况,因为实际电网运行中频率是连续变化的,很少发生阶跃性突变,1一次调频原理在大扰动时才会发生大的频率波动。由于部分机组1.1一次调频特性参数的一次调
4、频特性参数如调频死区、调差系数等很容衡量机组一次调频响应特性的参数主要有:易修改,导致上传的机组一次调频投退信号很难如1)调频死区实反映机组一次调频实际运行情况,在实际运行时为提高机组稳定性,在额定转速附近设置死区,效果并不理想。使机组对频率的微小波动不产生调节作用。如额定目前国内部分电网公司采用在电网发生较大的转速3000r/min的机组死区大小为±2r/min,则频率波动后,利用事故发生前后的频率和机组出力机组转速在2998r/min～3002r/min范围内时机进行离线计算,定性考核机组的一次调频性能。由组一次调频
5、不动作,ΔP=0,如图1所示。调频死区于该方法对频率的扰动大小、持续时间要求较高,且整定值一般要求±2r/min～±3r/min,即不能在线运行,只能适合于抽查的目的。±0.033Hz～±0.05Hz。如果死区设置过大,将基于全球定位系统(GPS)同步对时技术的同步限制机组一次调频功能投入。相量测量装置(PMU)在全局统一时钟协调下,对各测点的电压、电流等相量及功率、频率等模拟量进行同步测量,并以25帧/s～100帧/s的速率实时采样[2]并上送至广域测量系统(WAMS)主站。而能量管理系统(EMS)数据本身无时标,不能
6、保证数据时间对齐,且数据采集与监控(SCADA)数据3s～5s[324]的采集周期不能完全满足应用需求。WAMS借图1一次调频静态特性曲线Fig.1PFRstaticcharacteristiccurve收稿日期:2008211212;修回日期:2009203204。—57—2009,33(11)2)调差系数机组一次调频的共同调节作用下,加之负荷频率特当频率变化超出一次调频死区时,一般要求机性的影响,负荷吸收功率减小,电网频率从50Hz跌组在较短时间(如30s)内根据响应目标快速响应。至49.94Hz后,快速回升至49.
7、95Hz,频率恶化趋在调速系统静态特性曲线上,一次调频表现为负荷势得到缓解。此时,由于自动发电控制(AGC)系统点在静态特性曲线上移动。通常,可近似将该曲线存在延迟还来不及动作,而机组蓄能已释放,机组出视为一条直线,定义曲线斜率的倒数为调差系数。力将小幅回落至603MW,全过程不超过30s,总体调差系数的大小对维持系统频率的稳定性影响很呈现一个L形或U形。由于一次调频是有差调节,大,整定值一般要求2%～6%。如设置过大,频率其调整量不足以完全消除功率缺额,无法将频率恢扰动时机组出力调整过小,调频效果不明显;反之,复至额定
8、值附近,最终将通过AGC系统控制机组则机组对频率变化过于敏感,不利于机组稳定运行。调整出力将频率恢复至50Hz左右。机组调差系数δ为:影响机组一次调频调节效果的因素很多,也比Δf较复杂,如机组运行工况、上下调节备用、频率变化δ=-fN×100%(1)快慢及变化幅度都可能影响机组的调频效果。ΔP当大机组切机、大负荷投退
