水電機組一次調(diào)頻課件

1、主要內(nèi)容一、一次調(diào)頻的概念二、水電機組一次調(diào)頻的技術(shù)要求三、水電機組一次調(diào)頻相關(guān)測試與試驗四、影響水電機組一次調(diào)頻性能的因素五、相關(guān)問題探討安康水電廠機組狀態(tài)智能診斷系統(tǒng)功能研究安康水電廠機組狀態(tài)智能診斷系統(tǒng)功能研究安康水電廠機組狀態(tài)智能診斷系統(tǒng)功能研究一、一次調(diào)頻概念什么是一次調(diào)頻？ 調(diào)頻？ 機組，電網(wǎng)？ 一次？（固有特性） 幾種定義發(fā)電機組根據(jù)其調(diào)速系統(tǒng)的固有頻率特性，隨頻率變化而進行功率調(diào)整的調(diào)頻過程。通過水輪發(fā)電機組和火力發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的負(fù)荷頻率特性對電網(wǎng)的功率和頻率的控制，通常叫電網(wǎng)一次調(diào)頻。他主要是由發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性F=f（P）及其PID動態(tài)調(diào)節(jié)特性來實現(xiàn)的。電網(wǎng)的一次

2、調(diào)頻是針對偏離了系統(tǒng)額定頻率（50Hz）的頻率偏差，按功率永態(tài)差值系數(shù)ep（調(diào)差系數(shù)）對機組進行功率控制的。它是將電網(wǎng)（機組）頻率（轉(zhuǎn)速）信號送入機組調(diào)速系統(tǒng)的頻率（轉(zhuǎn)速）輸入端口，頻率（轉(zhuǎn)速）給定值與其比較形成頻率（轉(zhuǎn)速）偏差，調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)這個偏差信號進行調(diào)節(jié)。機組并網(wǎng)運行時，受到外界負(fù)荷變動影響，電網(wǎng)頻率發(fā)生變化，這時，各機組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)作用，改變各機組所帶的負(fù)荷，使之與外界負(fù)荷相平衡，同時盡力減少電網(wǎng)頻率的變化，這一過程即為一次調(diào)頻。它是一種有差調(diào)節(jié)。一次調(diào)頻是指當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離額定值時，發(fā)電機組調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)自動控制機組有功功率的增加（頻率下降時）或減少（頻率升高時），以限制電網(wǎng)頻率

3、變化的特性。 一次調(diào)頻是指電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時通過水輪發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)自身的負(fù)荷-頻率靜態(tài)特性和動態(tài)特性對電網(wǎng)進行控制。水輪發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能就是指，在并網(wǎng)發(fā)電的狀態(tài)下，如果頻率超過50Hz時，調(diào)速系統(tǒng)在沒有接受上級設(shè)備下發(fā)新的定值的情況下，按照負(fù)荷-頻率曲線進行負(fù)荷調(diào)節(jié)，自動下調(diào)一定的負(fù)荷；當(dāng)頻率低于50Hz時，調(diào)速系統(tǒng)在沒有接受上級設(shè)備下發(fā)新的定值的情況下，按照負(fù)荷-頻率曲線進行負(fù)荷調(diào)節(jié)，自動上調(diào)一定的負(fù)荷。電網(wǎng)一次調(diào)頻 ：針對電網(wǎng)上變化幅度較小，變化周期較短的負(fù)荷分量所引起的電網(wǎng)頻率小波動所進行的頻率調(diào)節(jié)。二、水電機組一次調(diào)頻的技術(shù)要求何時開始調(diào)？調(diào)多少？調(diào)多快？與其他調(diào)節(jié)過程

4、如何協(xié)調(diào)？何時開始調(diào)？死區(qū) 0.05Hz人工死區(qū)？500.05Hz轉(zhuǎn)速死區(qū)？0.02% 0.04%響應(yīng)滯后時間 電網(wǎng)頻率變化達到一次調(diào)頻動作值到機組負(fù)荷開始變化所需的時間為一次調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)滯后時間，應(yīng)小于3秒 調(diào)多少？（一次調(diào)頻目標(biāo)出力）頻率偏差由調(diào)速系統(tǒng)（/機組）的靜態(tài)特性確定 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp3% bp= f/y 死區(qū)0.05Hz最大調(diào)整負(fù)荷限幅 機組額定功率的6%調(diào)速系統(tǒng)（/機組）靜態(tài)特性1理想的簡化的靜態(tài)特性y=f/bpp=f/epbp ep的區(qū)別與聯(lián)系？水頭的影響？ 頻率f接力器行程y（/機組功率p)永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp(/調(diào)差率ep /機組永態(tài)轉(zhuǎn)差率)y(/p)調(diào)速系統(tǒng)（/機組）靜態(tài)特

5、性2考慮人工頻率死區(qū)的靜態(tài)特性人工頻率死區(qū)：0.05Hz？0.04Hz？y=(f-ef)/bpp=(f-ef)/ep調(diào)速系統(tǒng)（/機組）靜態(tài)特性3考慮轉(zhuǎn)速死區(qū)和非線性度的靜態(tài)特性轉(zhuǎn)速死區(qū)ix：0.02% （0.01Hz）非線性度：近似為直線 （5%）y(f-ef)/bpp(f-ef)/ep調(diào)速系統(tǒng)（/機組）靜態(tài)特性3考慮人工開度死區(qū)的靜態(tài)特性一次調(diào)頻限幅一次調(diào)頻最大負(fù)荷限幅為機組額定功率的6% p(f-ef)/ep 6%實現(xiàn)方式： 限頻差； 若Ef=0.05Hz，ep=3% 則：f 0.28%，即F 0.14Hz， 限控制輸出；技術(shù)討論 6% 調(diào)多少？（小結(jié)）影響一次調(diào)頻調(diào)節(jié)量目標(biāo)值的因素：頻差

6、永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp/機組調(diào)差率ep 水頭的影響人工頻率死區(qū)轉(zhuǎn)速死區(qū)人工開度死區(qū)限幅值：p(f-ef)/ep 6% 調(diào)多快？1具體要求：當(dāng)電網(wǎng)頻率變化超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時，機組應(yīng)在15秒內(nèi)根據(jù)機組響應(yīng)目標(biāo)完全響應(yīng)；在電網(wǎng)頻率變化超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時開始的45秒內(nèi)，機組實際出力與機組響應(yīng)目標(biāo)偏差的平均值應(yīng)在機組額定有功出力的3%內(nèi)。調(diào)多快？2一次調(diào)頻調(diào)節(jié)速度相關(guān)因素：比例增益P-積分增益I-微分增益D調(diào)速系統(tǒng)隨動系統(tǒng)動態(tài)特性 接力器不動時間，接力器反應(yīng)時間常數(shù)，水輪機導(dǎo)水機構(gòu)機械特性等等。水流慣性時間常數(shù)及其它機組相關(guān)特性 功率反調(diào)現(xiàn)象；機組功率擺動現(xiàn)象；等等 與其他調(diào)節(jié)過程如何協(xié)調(diào)？具體要求：

7、水電機組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)保證監(jiān)控系統(tǒng)閉環(huán)控制方式下，機組調(diào)速系統(tǒng)一次調(diào)頻功能能夠正常發(fā)揮作用。實現(xiàn)方式：監(jiān)控系統(tǒng)改閉環(huán)控制為開環(huán)、半開環(huán)控制；引出一次調(diào)頻動作接點，作用于監(jiān)控系統(tǒng)。與AGC的協(xié)調(diào)控制 三、水電機組一次調(diào)頻相關(guān)測試與試驗1具體要求1（西北電網(wǎng)）機組一次調(diào)頻性能測試報告調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、各環(huán)節(jié)參數(shù)及有關(guān)試驗報告機組負(fù)荷隨實際電網(wǎng)頻率變化曲線具體要求2（西北電監(jiān)局機組安評標(biāo)準(zhǔn)，并網(wǎng)運行管理規(guī)定實施細(xì)則 ）機組一次調(diào)頻試驗、甩負(fù)荷試驗、水輪機控制系統(tǒng)驗收試驗滿足規(guī)范要求。完成水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)建模和參數(shù)實測，為電網(wǎng)提供系統(tǒng)計算所需基本數(shù)據(jù)。 三、水電機組一次調(diào)頻相關(guān)測試與試驗2試驗

8、內(nèi)容一次調(diào)頻性能試驗水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)建模與參數(shù)實測調(diào)速系統(tǒng)性能驗收試驗一次調(diào)頻性能試驗測頻單元的校驗 調(diào)速系統(tǒng)靜特性試驗 （bp值的校驗）人工死區(qū)校驗 一次調(diào)頻靜態(tài)試驗（調(diào)節(jié)參數(shù)優(yōu)化）一次調(diào)頻與監(jiān)控系統(tǒng)閉環(huán)控制的協(xié)調(diào)性測試一次調(diào)頻動態(tài)試驗 頻率階躍；實際電網(wǎng)頻率擾動過程測試；-5 -一次調(diào)頻動態(tài)試驗方法常規(guī)方法:1）頻率階躍 外接頻率階躍信號或改頻率給定 局限性:試驗與實際過程有差別 2）電網(wǎng)人為造成頻率大擾動試驗（通過電網(wǎng)切機或突增機組出力進行） 局限性: 難度大、有風(fēng)險，不適合單臺機組 改進方法 優(yōu)點：過程真實、簡化試驗過程、降低試驗風(fēng)險、可 重復(fù)性好。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)實際電網(wǎng)擾動過程水輪機系統(tǒng)大電網(wǎng)信號重構(gòu)發(fā)頻測試仿真儀試驗時頻率變化很小認(rèn)為恒定四、影響水電機組一次調(diào)頻性能的因素監(jiān)控系統(tǒng)閉環(huán)控制，AGC的閉環(huán)控制；測頻偏差調(diào)速器調(diào)節(jié)方式、調(diào)節(jié)模式的切換調(diào)節(jié)參數(shù)需優(yōu)化功率反調(diào)量明顯設(shè)置一次調(diào)頻投/切開關(guān)機組自身功率擺動（穩(wěn)定性差、PSS性能）調(diào)速系統(tǒng)自身缺陷或故障調(diào)速器不當(dāng)控制策略在不穩(wěn)定運行區(qū)域機組自身的功率擺動在