一次調(diào)頻原理與作用課件

一次調(diào)頻的原理與作用電話:E-mail:一次調(diào)頻的原理與作用11.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述2.控制對象概述3.電網(wǎng)調(diào)頻原理4.發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)5.需要澄清的問題6.改進(jìn)傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)7.總結(jié)主要內(nèi)容1.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述主要內(nèi)容2電力部門的首要任務(wù)是持續(xù)穩(wěn)定地向用戶提供質(zhì)量（頻率、電壓等）符合國家規(guī)范要求的電能，以保證國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生產(chǎn)生活的需要。電網(wǎng)供電頻率的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)。國家規(guī)定額定供電頻率為50Hz，頻率允許偏差為±0.2Hz，對于小容量系統(tǒng)可放寬到±0.5Hz。從宏觀上看電網(wǎng)各處的供電頻率相等。同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速與供電頻率對應(yīng)相等。當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的有功功率總和大于電網(wǎng)所消費的有關(guān)功率總和時，供電頻率增大；反之則減小。1.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述電力部門的首要任務(wù)是持續(xù)穩(wěn)定地向用戶提供質(zhì)量（頻率、電壓等）3用戶負(fù)荷會隨生產(chǎn)生活的需要而不斷變化，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率也會隨工藝過程變化，因此電網(wǎng)有功功率總和的生產(chǎn)、消費間的平衡隨時都會被打破，從而引起供電頻率變化。有功功率利用現(xiàn)有的技術(shù)還不能廉價地大量儲存。發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。為了將電網(wǎng)頻率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在正常情況下，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率，使生產(chǎn)的總功率隨消費的總功率變化，兩者達(dá)到動態(tài)平衡。用戶負(fù)荷會隨生產(chǎn)生活的需要而不斷變化，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率也會4通過發(fā)電機(jī)組上安裝的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即可自動根據(jù)實際轉(zhuǎn)速偏離額定值的程度來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的有功功率。為了使電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)組均擔(dān)功率負(fù)荷不平衡量，且保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。此轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)（即一次調(diào)頻）要求采用比例調(diào)節(jié)方式，且比例系數(shù)基本相等。比例調(diào)節(jié)使轉(zhuǎn)速是有差的。通過電網(wǎng)中調(diào)的積分調(diào)節(jié)作用，改變調(diào)頻機(jī)組的功率，使供電頻率回到額定值（即二次調(diào)頻）。通過發(fā)電機(jī)組上安裝的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即可自動根據(jù)實際轉(zhuǎn)速偏5對于幅度微小且變化很快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，由于電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)機(jī)械的慣性作用（即自然調(diào)頻），即可維持供電頻率穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。對于幅度較小且變化較快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，利用電網(wǎng)的一次調(diào)頻作用，即可維持供電頻率穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。對于幅度較大且變化較慢的功率負(fù)荷不平衡擾動量，可利用電網(wǎng)的二次調(diào)頻作用，使供電頻率恢復(fù)到額定值。在發(fā)生故障的情況下，性能優(yōu)良的一次調(diào)頻作用是維持機(jī)組安全、電網(wǎng)穩(wěn)定運行的有力保障。對于幅度微小且變化很快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，由于電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)6電力系統(tǒng)：主要由發(fā)電廠、變電站、輸電線路和電力用戶四大部分組成。為了提高供電的可靠性，通常將各個發(fā)電廠、變電站通過超高壓輸電線路連接起來，組成一個容量很大、地域很廣的電網(wǎng)。電網(wǎng)中各個發(fā)電機(jī)組輸出的功率相互支援。隨著電網(wǎng)容量的增大，電網(wǎng)功率負(fù)荷不平衡量相對減小，因此電網(wǎng)容量越大供電頻率穩(wěn)定性越好。在大電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤苄?，?dāng)單臺機(jī)組進(jìn)汽量變化時對電網(wǎng)頻率影響很小。表現(xiàn)為只是機(jī)組功率隨之變化。2.控制對象概述

電力系統(tǒng)：主要由發(fā)電廠、變電站、輸電線路和電力用戶四大部分組7電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖8在孤立小電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤艽?，發(fā)電機(jī)組輸出的功率必須即時跟隨用戶負(fù)荷而變，以維持供電頻率穩(wěn)定。當(dāng)單臺機(jī)組進(jìn)汽量變化時對電網(wǎng)頻率影響很大。必須具有良好的一次調(diào)頻性能才能維持頻率穩(wěn)定。當(dāng)發(fā)生輸電線路開關(guān)跳閘將某個局部電網(wǎng)從大電網(wǎng)中分裂出來，形成小的孤立電網(wǎng)的情況時。若調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻性能不完善，可能造成局部電網(wǎng)供電頻率大幅度波動，甚至出現(xiàn)大面積停電。電網(wǎng)總負(fù)荷明顯地表現(xiàn)為一種時變隨機(jī)過程。其統(tǒng)計特性具有以下特點：變化很快的幅度很小、變化周期較長的幅度較大、變化幅度很大的非常緩慢。在孤立小電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤艽螅?負(fù)荷變化曲線負(fù)荷變化曲線10汽輪發(fā)電機(jī)組：在鍋爐中通過燃燒煤炭釋放出熱能。水在鍋爐中吸收熱能后，轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽。具有熱力勢能的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后膨脹做功，將熱力勢能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率。發(fā)電機(jī)再將機(jī)械功率轉(zhuǎn)換為電磁功率。做功后的低能蒸汽在凝汽器中凝結(jié)成水。給水泵將水再打入鍋爐，強制形成連續(xù)循環(huán)，使發(fā)電機(jī)組可連續(xù)地生產(chǎn)出電能。汽輪機(jī)的機(jī)械功率正比于其進(jìn)汽流量。而流量又正比于蒸汽壓力與進(jìn)汽閥門有效開度之積。因此，改變閥門開度或蒸汽壓力，即可改變機(jī)械功率。前者稱為定壓調(diào)節(jié)方式，后者稱為滑壓調(diào)節(jié)方式。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過改變調(diào)節(jié)閥開度，使功率負(fù)荷達(dá)到平衡，最終達(dá)到穩(wěn)定供電頻率的目的。汽輪發(fā)電機(jī)組：11火力發(fā)電廠熱力循環(huán)示意圖火力發(fā)電廠熱力循環(huán)示12發(fā)電機(jī)：同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈勵磁后，在汽輪機(jī)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)定子線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)閉合時，發(fā)電機(jī)通過出口變壓器與電網(wǎng)母線相連。發(fā)電機(jī)有關(guān)功率可由下式給出：汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運動方程為：發(fā)電機(jī)：汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運動方程為：13同步發(fā)電機(jī)概念示意圖同步發(fā)電機(jī)概念示143.電網(wǎng)調(diào)頻原理轉(zhuǎn)子方程：機(jī)械功率NT與電磁功率NG和損耗功率NTW之差對機(jī)組轉(zhuǎn)子做功，引起轉(zhuǎn)子動能變化。因汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Ta及轉(zhuǎn)子自平衡系數(shù)βT較小，其自平衡能力很弱，需要良好的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，才能維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。歸一化后：轉(zhuǎn)子時間常數(shù)：轉(zhuǎn)子自平衡系數(shù)：3.電網(wǎng)調(diào)頻原理轉(zhuǎn)子方程：機(jī)械功率NT與電磁功率NG和損耗功15電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子方程：所有凈機(jī)械功率之和與所有負(fù)載消耗功率之差對電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子做功，引起等效轉(zhuǎn)子動能變化。電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子方程：所有凈機(jī)械功率之和與所有負(fù)載消耗功率之差對16DEH控制系統(tǒng)仿真框圖DEH控制系統(tǒng)仿真框圖17電網(wǎng)調(diào)頻過程：當(dāng)負(fù)荷減小出現(xiàn)功率盈余量后，在自然調(diào)頻作用下，工作點會由a移到b，頻率偏差較大。在一次調(diào)頻作用下工作點將移到d。d點頻率偏差小多了，但仍有偏差。在二次調(diào)頻作用下工作點將移到c。最終系統(tǒng)供電頻率才能恢復(fù)到額定值，系統(tǒng)的功率盈余量也回到零。電網(wǎng)調(diào)頻過程：當(dāng)負(fù)荷減小出現(xiàn)功率盈余量后，在自然調(diào)頻作用下，18功率負(fù)荷靜態(tài)特性線功率負(fù)荷靜態(tài)特性線19二次調(diào)頻：當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率盈余量后，在一次調(diào)頻作用下，兩機(jī)組的工作點將由a移到b。然后在二次調(diào)頻作用下同時改變2機(jī)組的給定值，將靜態(tài)特性線由1平移為2。同時工作點將從b移到c，最終功率盈余消失，轉(zhuǎn)速又回到額定值。二次調(diào)頻：當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率盈余量后，在一次調(diào)頻作用下，兩機(jī)組的20二次調(diào)頻過程示意圖二次調(diào)頻過程示意圖21可將電網(wǎng)調(diào)頻分為以下三個階段：自然調(diào)頻：定義為調(diào)速系統(tǒng)未動作時，僅靠自平衡能力來穩(wěn)定電網(wǎng)供電頻率的過程。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)械的動能會隨著電網(wǎng)頻率的變化而變化，因此可吸收或釋放部分能量來補償系統(tǒng)能量的變化，同時用電設(shè)備的負(fù)荷也會隨電網(wǎng)頻率的變化而變化，從而可減緩供電頻率的變化。自平衡能力由等效轉(zhuǎn)子時間、自平衡系數(shù)來衡量。通常單臺機(jī)組轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Ta為5~10秒、自平衡系數(shù)bT為0.6左右。電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子時間常數(shù)TW為10~20秒、自平衡系數(shù)bW為1.6~3.6?？蓪㈦娋W(wǎng)調(diào)頻分為以下三個階段：22一次調(diào)頻：定義為在調(diào)速系統(tǒng)給定值不變的情況下，通過轉(zhuǎn)速反饋作用改變其輸出功率來調(diào)整電網(wǎng)的頻率。在電網(wǎng)頻率按自然調(diào)頻過程變化的同時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)探測到機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化后，通過轉(zhuǎn)速反饋作用迅速調(diào)整各發(fā)電機(jī)組的輸出功率，以維持供電頻率穩(wěn)定。在加負(fù)荷方向它需要利用鍋爐蓄能的支持，可設(shè)置一定的限制，以防止拉跨鍋爐。出現(xiàn)功率不足，頻率下降過低時，應(yīng)利用低周減載裝置，避免發(fā)生頻率崩潰。在減負(fù)荷反向，為了避免機(jī)組發(fā)生事故，禁止設(shè)置任何限制。一次調(diào)頻：定義為在調(diào)速系統(tǒng)給定值不變的情況下，通過轉(zhuǎn)速反饋作23二次調(diào)頻：定義為通過改變調(diào)頻機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的給定值，改變其輸出功率使電網(wǎng)頻率回到額定值。在一次調(diào)頻作用后，最終穩(wěn)定頻率會偏離額定值。需通過調(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，同時將頻率恢復(fù)到額定值。并不是調(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。這種思想是完全錯誤的。由于發(fā)電機(jī)組的自平衡能力很弱，每臺機(jī)組的轉(zhuǎn)速反饋即一次調(diào)頻功能隨時都應(yīng)投入，才能保證安全運行。二次調(diào)頻：定義為通過改變調(diào)頻機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的給定值，改變其輸出24一次調(diào)頻靜態(tài)指標(biāo)轉(zhuǎn)速不等率為靜態(tài)特性曲線的總體斜率，規(guī)定在3～6％之內(nèi)。由下式計算：局部不等率為工作點處的斜率。由下式計算：死區(qū)是人們?yōu)榱吮苊廪D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻繁動作而設(shè)置的。遲緩率是系統(tǒng)固有的不靈敏度，具有磁滯回線性質(zhì)。由下式計算：一次調(diào)頻靜態(tài)指標(biāo)25調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性四象限圖調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性四象限圖26限幅是人們考慮到鍋爐、汽機(jī)、電機(jī)能力限制而設(shè)置的。一次調(diào)頻動態(tài)指標(biāo)響應(yīng)延遲時間是從轉(zhuǎn)速發(fā)生變化到功率發(fā)生變化的時間。調(diào)節(jié)時間是從轉(zhuǎn)速發(fā)生變化到完成調(diào)節(jié)過程的時間。上升時間是從功率發(fā)生變化10％到達(dá)到90％目標(biāo)值的時間。穩(wěn)定性：當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時通過一次調(diào)頻作用維持機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定?？捎棉D(zhuǎn)速超調(diào)量、波動次數(shù)等指標(biāo)來衡量。限幅是人們考慮到鍋爐、汽機(jī)、電機(jī)能力限制而設(shè)置的。27影響一次調(diào)頻性能的主要因素有：轉(zhuǎn)速不等率死區(qū)限幅遲緩率調(diào)節(jié)周期油動機(jī)時間常數(shù)鍋爐蓄能中間再熱影響一次調(diào)頻性能的主要因素有：28早期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主要有以下特點：在機(jī)組解列、并網(wǎng)期間均采用相同的轉(zhuǎn)速比例反饋調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制范圍不大。調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在一定的遲緩率?？刂凭炔桓摺２僮鞑粔蚍奖?。缺少避免誤操作和事故追憶記錄的手段。4.發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)早期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主要有以下特點：4.29典型機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡圖典型機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)30機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖31DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點：為離散調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)周期的長短對調(diào)節(jié)性能起作重要作用。在機(jī)組解列期間采用轉(zhuǎn)速PID，提高了穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的控制精度。在機(jī)組并網(wǎng)期間，各個DEH制造廠家提供的控制策略不盡相同。對于傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)，可投入閥控、功控、壓控和CCS協(xié)調(diào)等多種控制方式。閥控、功控具有轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)作用。人為設(shè)置了一次調(diào)頻死區(qū)及調(diào)頻限幅。在傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)中增加了轉(zhuǎn)速103％超速限制功能。增加了單閥、順序閥可變配汽模式。DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點：32傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)框圖傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)框圖33調(diào)節(jié)閥升程與進(jìn)汽流量存在一定的非線性。為了使轉(zhuǎn)速偏差信號與進(jìn)汽流量之間的關(guān)系基本呈線性，并且實現(xiàn)全周進(jìn)汽與部分進(jìn)汽轉(zhuǎn)換，大多采用了機(jī)械凸輪修正或電凸輪修正方式。若各凸輪的斜率及重疊度設(shè)計調(diào)整不當(dāng)，將造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的線性度較差，即局部不等率變化較大。局部不等率的倒數(shù)就是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，因此在局部不等率變化大的工作點附近，系統(tǒng)穩(wěn)定性會變差。調(diào)節(jié)閥升程與進(jìn)汽流量存在一定的非線性。為了使轉(zhuǎn)速偏差信號與進(jìn)34閥門特性修正汽輪機(jī)進(jìn)汽閥的升程——流量曲線是非線性的。通過閥門特性修正后，可使總閥位給定與進(jìn)汽量間呈線性關(guān)系。而且可按需要實現(xiàn)單閥方式或順序閥方式進(jìn)汽。根據(jù)汽輪機(jī)廠提供的閥門行程——流量曲線及流量系數(shù)修正曲線，采用MATLAB軟件可分別計算出單閥方式修正曲線和順序閥方式修正曲線。閥門特性修正35一次調(diào)頻原理與作用課件36一次調(diào)頻原理與作用課件37甩負(fù)荷試驗：是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。因油開關(guān)跳閘信號使傳統(tǒng)DEH切換到了轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，油開關(guān)跳閘后轉(zhuǎn)速最終會穩(wěn)定到額定值。而機(jī)械液壓系統(tǒng)因其同步器給定值不變，甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速最終會穩(wěn)定到不等率對應(yīng)的值。若發(fā)生甩負(fù)荷時，油開關(guān)并未跳閘，可能因103％OPC功能引起調(diào)節(jié)閥反復(fù)動作，造成系統(tǒng)崩潰大面積停電事故。傳統(tǒng)甩負(fù)荷試驗未能驗證到DEH的一次調(diào)頻性能。而且由于分裂出來的孤立小電網(wǎng)自然調(diào)頻能力比大網(wǎng)的差，功率負(fù)荷擾動量也可能大得多，雖然傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)在大電網(wǎng)中能穩(wěn)定運行，但在孤立小電網(wǎng)中就可能難以穩(wěn)定。甩負(fù)荷試驗：是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。因油開關(guān)跳閘38典型甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升曲線典型甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升曲39在大電網(wǎng)中運行的機(jī)組可不投一次調(diào)頻嗎？若某些機(jī)組不投一次調(diào)頻，會降低電網(wǎng)的一次調(diào)頻性能。若發(fā)生電網(wǎng)分裂故障，局部電網(wǎng)會由于一次調(diào)頻性能太差，而出現(xiàn)頻率大幅度波動，甚至出現(xiàn)大面積停電。帶基本負(fù)荷的機(jī)組可不參加一次調(diào)頻嗎？若帶基本負(fù)荷的機(jī)組都不參加一次調(diào)頻，會大幅降低電網(wǎng)的一次調(diào)頻性能。并不是調(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)具有一次調(diào)頻能力。5.需要澄清的問題

在大電網(wǎng)中運行的機(jī)組可不投一次調(diào)頻嗎？5.需要澄清的問題40可以設(shè)置一次調(diào)頻限幅嗎？DEH一次調(diào)頻限幅有以下各種形式：可以設(shè)置一次調(diào)頻限幅嗎？41功率雙向限幅僅在50～105％功率范圍內(nèi)具有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升高機(jī)組功率降到50％后，不再隨轉(zhuǎn)速升高而減小，轉(zhuǎn)速會迅速升高，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。50～105％功率范圍是鍋爐不投油的經(jīng)濟(jì)運行范圍，應(yīng)為二次調(diào)頻機(jī)組較理想的調(diào)節(jié)范圍。轉(zhuǎn)速雙向限幅僅在－12～12r/min轉(zhuǎn)速偏差范圍內(nèi)具有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速超出此范圍，將失去轉(zhuǎn)速反饋，轉(zhuǎn)速會迅速偏離額定值，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。－12～12r/min轉(zhuǎn)速偏差范圍，是國家規(guī)定的電網(wǎng)頻率允許的偏差范圍。功率雙向限幅42正向限幅轉(zhuǎn)速在2988r/min以上均有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升高機(jī)組功率會隨之減小，直到調(diào)節(jié)閥全關(guān)，可保證機(jī)組的安全。若轉(zhuǎn)速降幅超過12r/min，機(jī)組功率不再隨轉(zhuǎn)速降低而增加，轉(zhuǎn)速會迅速降低。這時應(yīng)迅速切除部分負(fù)荷，維持電網(wǎng)運行。避免頻率崩潰，出現(xiàn)大面積停電。反向限幅轉(zhuǎn)速在3012r/min以下才有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升幅超過12r/min，機(jī)組功率不再隨轉(zhuǎn)速升高而減小，轉(zhuǎn)速會迅速升高，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。在關(guān)調(diào)門方向，即轉(zhuǎn)速升高方向絕對不能設(shè)置任何限幅。正向限幅43在任何情況下都可投入功頻調(diào)節(jié)嗎？功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)實際的不等率將嚴(yán)格等于設(shè)定值。若主汽壓力減小，調(diào)節(jié)閥會開得更大，因此不利于穩(wěn)定蒸汽壓力。為了避免一次調(diào)頻作用過大將鍋爐拖垮，在轉(zhuǎn)速偏差超出一定范圍后，應(yīng)退出功控方式。在孤網(wǎng)運行時，由于功率反調(diào)作用不利于頻率穩(wěn)定，應(yīng)退出功控方式。在CCS協(xié)調(diào)控制方式下可取消DEH一次調(diào)頻功能嗎？協(xié)調(diào)系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能可保證一次調(diào)頻作用的持續(xù)性，即靜態(tài)特性。DEH系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能可保證一次調(diào)頻作用的快速性，即動態(tài)特性。不能取消DEH的一次調(diào)頻功能。在任何情況下都可投入功頻調(diào)節(jié)嗎？44保持功率壓線運行正確嗎？“功率壓線運行”規(guī)定導(dǎo)致了許多電廠只按計劃指令恒功率運行，不參加一次調(diào)頻。應(yīng)修改功率壓線運行制度，鼓勵參加一次調(diào)頻，以提高供電品質(zhì)，保障電網(wǎng)安全。通過傳統(tǒng)甩負(fù)荷試驗?zāi)軝z驗DEH的一次調(diào)頻性能嗎？甩負(fù)荷試驗是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。但油開關(guān)跳閘信號使DEH切換到了轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此不能檢驗DEH的一次調(diào)頻性能。而且由于通常大電網(wǎng)的頻率都比較穩(wěn)定，傳統(tǒng)DEH的一次調(diào)頻功能在并網(wǎng)后才投入，因此DEH的一次調(diào)頻動態(tài)性能也不能得到驗證。保持功率壓線運行正確嗎？45經(jīng)過以下改進(jìn)可有效提高一次調(diào)頻的性能，改善孤網(wǎng)頻率穩(wěn)定性，保障孤立電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。縮短信號延遲時間若將調(diào)節(jié)周期及延遲時間縮短到50ms以內(nèi)，可使發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)基本與連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相當(dāng)。將一次調(diào)頻轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)回路算法獨立出來，組成一個調(diào)節(jié)周期為50ms的快速調(diào)節(jié)任務(wù)。它們包括轉(zhuǎn)速測量比較、不等率計算、修改總閥位給定、閥門曲線修正、閥門分配管理最終將個閥位給定輸出到伺服板。并且通過精心設(shè)計組態(tài)控制邏輯避免出現(xiàn)逆序。6.改進(jìn)傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)經(jīng)過以下改進(jìn)可有效提高一次調(diào)頻的性46增加轉(zhuǎn)速微分修正增加硬件轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)后，可明顯地降低對調(diào)節(jié)周期的要求?？赏ㄟ^改進(jìn)測速模件使其能輸出轉(zhuǎn)速微分模擬信號，將轉(zhuǎn)速微分信號直接連接到伺服模件，實現(xiàn)硬件轉(zhuǎn)速微分調(diào)節(jié)作用。采用了先進(jìn)的同步測量方法，同時測量轉(zhuǎn)速信號的脈沖個數(shù)及其持續(xù)時間，這樣可同時保證測量精度和響應(yīng)時間的要求。經(jīng)過精心設(shè)計安排測速模件中斷系統(tǒng)的程序，使采樣周期的精度到達(dá)了計算轉(zhuǎn)速微分的要求。在輸出轉(zhuǎn)速微分前通過了數(shù)字濾波處理，可有效減少微分噪聲。增加轉(zhuǎn)速微分修正47改進(jìn)的DEH控制系統(tǒng)框圖改進(jìn)的DEH控制系統(tǒng)框圖48修改超速限制因103％超速限制功能易引發(fā)系統(tǒng)振蕩，最終造成全網(wǎng)停電。應(yīng)取消103％超速限制功能。由于電網(wǎng)發(fā)生甩負(fù)荷時，油開關(guān)并不一定跳閘，因此不能單靠油開關(guān)跳閘信號使OPC電磁閥動作來限制機(jī)組超速。增設(shè)了加速度大OPC功能來抑制甩負(fù)荷飛升轉(zhuǎn)速。修改超速限制49減小油動機(jī)時間常數(shù)可通過增大伺服控制系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)來減小油動機(jī)時間。但過大的放大倍數(shù)會造成伺服系統(tǒng)振蕩。對于常見的積分型油動機(jī)，建議伺服控制器采用比例調(diào)節(jié)器，這樣可有效減小油動機(jī)時間常數(shù)。減小一次調(diào)頻死區(qū)考慮到頻繁出現(xiàn)的微量電網(wǎng)功率余缺，可依賴電網(wǎng)的自然調(diào)頻特性來調(diào)節(jié)供電頻率。為避免機(jī)組功率頻繁波動，可人為設(shè)置一定的調(diào)頻死區(qū)。建議將一次調(diào)頻死區(qū)設(shè)為±2r/min。減小油動機(jī)時間常數(shù)50取消一次調(diào)頻限幅若機(jī)組轉(zhuǎn)速降低，在一次調(diào)頻作用下開大調(diào)節(jié)閥，利用鍋爐蓄能的支持可增大發(fā)電功率。若鍋爐蓄能不足，可能會使蒸汽壓力下降過大。另外若調(diào)節(jié)閥開度過大，也可能使發(fā)電機(jī)功率過大。建議可在加負(fù)荷方向上設(shè)置適當(dāng)?shù)南拗啤５珵楸苊鈾C(jī)組超速在關(guān)調(diào)節(jié)閥方向必須無任何限制。一次調(diào)頻原理與作用課件51修改甩負(fù)荷試驗步驟在機(jī)組啟動、運行的全過程中，DEH一次調(diào)頻回路均投入工作。機(jī)組在空負(fù)荷運行時，即可觀察機(jī)組轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。在試驗前設(shè)法屏蔽掉送到DEH系統(tǒng)的油開關(guān)狀態(tài)信號，避免其在甩負(fù)荷試驗時發(fā)生變化。利用加速度大OPC功能限制機(jī)組超調(diào)量。其余按常規(guī)步驟進(jìn)行甩負(fù)荷試驗。進(jìn)行甩負(fù)荷帶廠用電試驗。修改甩負(fù)荷試驗步驟52

并入電網(wǎng)中的所有發(fā)電機(jī)組具有良好的一次調(diào)頻性能，是提高電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性，也是電網(wǎng)、機(jī)組安全可靠運行的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)發(fā)生發(fā)電機(jī)組跳閘、輸電線路跳閘等故障時，發(fā)電機(jī)組可通過一次調(diào)頻作用自帶廠用電運行，為保障設(shè)備安全、縮短恢復(fù)電網(wǎng)供電的時間創(chuàng)造了有利的條件。因此對企業(yè)可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的關(guān)鍵點是：一次調(diào)頻響應(yīng)迅速發(fā)電機(jī)組留有足夠的熱備用，否則應(yīng)即時甩掉部分負(fù)荷。7.總結(jié)并入電網(wǎng)中的所有發(fā)電機(jī)組具有良好的一次調(diào)53一次調(diào)頻的原理與作用電話:E-mail:一次調(diào)頻的原理與作用541.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述2.控制對象概述3.電網(wǎng)調(diào)頻原理4.發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)5.需要澄清的問題6.改進(jìn)傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)7.總結(jié)主要內(nèi)容1.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述主要內(nèi)容55電力部門的首要任務(wù)是持續(xù)穩(wěn)定地向用戶提供質(zhì)量（頻率、電壓等）符合國家規(guī)范要求的電能，以保證國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生產(chǎn)生活的需要。電網(wǎng)供電頻率的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)。國家規(guī)定額定供電頻率為50Hz，頻率允許偏差為±0.2Hz，對于小容量系統(tǒng)可放寬到±0.5Hz。從宏觀上看電網(wǎng)各處的供電頻率相等。同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速與供電頻率對應(yīng)相等。當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的有功功率總和大于電網(wǎng)所消費的有關(guān)功率總和時，供電頻率增大；反之則減小。1.電網(wǎng)調(diào)頻問題概述電力部門的首要任務(wù)是持續(xù)穩(wěn)定地向用戶提供質(zhì)量（頻率、電壓等）56用戶負(fù)荷會隨生產(chǎn)生活的需要而不斷變化，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率也會隨工藝過程變化，因此電網(wǎng)有功功率總和的生產(chǎn)、消費間的平衡隨時都會被打破，從而引起供電頻率變化。有功功率利用現(xiàn)有的技術(shù)還不能廉價地大量儲存。發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。為了將電網(wǎng)頻率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在正常情況下，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率，使生產(chǎn)的總功率隨消費的總功率變化，兩者達(dá)到動態(tài)平衡。用戶負(fù)荷會隨生產(chǎn)生活的需要而不斷變化，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的功率也會57通過發(fā)電機(jī)組上安裝的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即可自動根據(jù)實際轉(zhuǎn)速偏離額定值的程度來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的有功功率。為了使電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)組均擔(dān)功率負(fù)荷不平衡量，且保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。此轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)（即一次調(diào)頻）要求采用比例調(diào)節(jié)方式，且比例系數(shù)基本相等。比例調(diào)節(jié)使轉(zhuǎn)速是有差的。通過電網(wǎng)中調(diào)的積分調(diào)節(jié)作用，改變調(diào)頻機(jī)組的功率，使供電頻率回到額定值（即二次調(diào)頻）。通過發(fā)電機(jī)組上安裝的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即可自動根據(jù)實際轉(zhuǎn)速偏58對于幅度微小且變化很快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，由于電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)機(jī)械的慣性作用（即自然調(diào)頻），即可維持供電頻率穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。對于幅度較小且變化較快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，利用電網(wǎng)的一次調(diào)頻作用，即可維持供電頻率穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。對于幅度較大且變化較慢的功率負(fù)荷不平衡擾動量，可利用電網(wǎng)的二次調(diào)頻作用，使供電頻率恢復(fù)到額定值。在發(fā)生故障的情況下，性能優(yōu)良的一次調(diào)頻作用是維持機(jī)組安全、電網(wǎng)穩(wěn)定運行的有力保障。對于幅度微小且變化很快的功率負(fù)荷不平衡擾動量，由于電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)59電力系統(tǒng)：主要由發(fā)電廠、變電站、輸電線路和電力用戶四大部分組成。為了提高供電的可靠性，通常將各個發(fā)電廠、變電站通過超高壓輸電線路連接起來，組成一個容量很大、地域很廣的電網(wǎng)。電網(wǎng)中各個發(fā)電機(jī)組輸出的功率相互支援。隨著電網(wǎng)容量的增大，電網(wǎng)功率負(fù)荷不平衡量相對減小，因此電網(wǎng)容量越大供電頻率穩(wěn)定性越好。在大電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤苄?，?dāng)單臺機(jī)組進(jìn)汽量變化時對電網(wǎng)頻率影響很小。表現(xiàn)為只是機(jī)組功率隨之變化。2.控制對象概述

電力系統(tǒng)：主要由發(fā)電廠、變電站、輸電線路和電力用戶四大部分組60電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖61在孤立小電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤艽?，發(fā)電機(jī)組輸出的功率必須即時跟隨用戶負(fù)荷而變，以維持供電頻率穩(wěn)定。當(dāng)單臺機(jī)組進(jìn)汽量變化時對電網(wǎng)頻率影響很大。必須具有良好的一次調(diào)頻性能才能維持頻率穩(wěn)定。當(dāng)發(fā)生輸電線路開關(guān)跳閘將某個局部電網(wǎng)從大電網(wǎng)中分裂出來，形成小的孤立電網(wǎng)的情況時。若調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻性能不完善，可能造成局部電網(wǎng)供電頻率大幅度波動，甚至出現(xiàn)大面積停電。電網(wǎng)總負(fù)荷明顯地表現(xiàn)為一種時變隨機(jī)過程。其統(tǒng)計特性具有以下特點：變化很快的幅度很小、變化周期較長的幅度較大、變化幅度很大的非常緩慢。在孤立小電網(wǎng)下，因單臺發(fā)電機(jī)組的容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤艽螅?2負(fù)荷變化曲線負(fù)荷變化曲線63汽輪發(fā)電機(jī)組：在鍋爐中通過燃燒煤炭釋放出熱能。水在鍋爐中吸收熱能后，轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽。具有熱力勢能的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后膨脹做功，將熱力勢能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率。發(fā)電機(jī)再將機(jī)械功率轉(zhuǎn)換為電磁功率。做功后的低能蒸汽在凝汽器中凝結(jié)成水。給水泵將水再打入鍋爐，強制形成連續(xù)循環(huán)，使發(fā)電機(jī)組可連續(xù)地生產(chǎn)出電能。汽輪機(jī)的機(jī)械功率正比于其進(jìn)汽流量。而流量又正比于蒸汽壓力與進(jìn)汽閥門有效開度之積。因此，改變閥門開度或蒸汽壓力，即可改變機(jī)械功率。前者稱為定壓調(diào)節(jié)方式，后者稱為滑壓調(diào)節(jié)方式。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過改變調(diào)節(jié)閥開度，使功率負(fù)荷達(dá)到平衡，最終達(dá)到穩(wěn)定供電頻率的目的。汽輪發(fā)電機(jī)組：64火力發(fā)電廠熱力循環(huán)示意圖火力發(fā)電廠熱力循環(huán)示65發(fā)電機(jī)：同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈勵磁后，在汽輪機(jī)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)定子線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)閉合時，發(fā)電機(jī)通過出口變壓器與電網(wǎng)母線相連。發(fā)電機(jī)有關(guān)功率可由下式給出：汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運動方程為：發(fā)電機(jī)：汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運動方程為：66同步發(fā)電機(jī)概念示意圖同步發(fā)電機(jī)概念示673.電網(wǎng)調(diào)頻原理轉(zhuǎn)子方程：機(jī)械功率NT與電磁功率NG和損耗功率NTW之差對機(jī)組轉(zhuǎn)子做功，引起轉(zhuǎn)子動能變化。因汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Ta及轉(zhuǎn)子自平衡系數(shù)βT較小，其自平衡能力很弱，需要良好的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，才能維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。歸一化后：轉(zhuǎn)子時間常數(shù)：轉(zhuǎn)子自平衡系數(shù)：3.電網(wǎng)調(diào)頻原理轉(zhuǎn)子方程：機(jī)械功率NT與電磁功率NG和損耗功68電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子方程：所有凈機(jī)械功率之和與所有負(fù)載消耗功率之差對電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子做功，引起等效轉(zhuǎn)子動能變化。電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子方程：所有凈機(jī)械功率之和與所有負(fù)載消耗功率之差對69DEH控制系統(tǒng)仿真框圖DEH控制系統(tǒng)仿真框圖70電網(wǎng)調(diào)頻過程：當(dāng)負(fù)荷減小出現(xiàn)功率盈余量后，在自然調(diào)頻作用下，工作點會由a移到b，頻率偏差較大。在一次調(diào)頻作用下工作點將移到d。d點頻率偏差小多了，但仍有偏差。在二次調(diào)頻作用下工作點將移到c。最終系統(tǒng)供電頻率才能恢復(fù)到額定值，系統(tǒng)的功率盈余量也回到零。電網(wǎng)調(diào)頻過程：當(dāng)負(fù)荷減小出現(xiàn)功率盈余量后，在自然調(diào)頻作用下，71功率負(fù)荷靜態(tài)特性線功率負(fù)荷靜態(tài)特性線72二次調(diào)頻：當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率盈余量后，在一次調(diào)頻作用下，兩機(jī)組的工作點將由a移到b。然后在二次調(diào)頻作用下同時改變2機(jī)組的給定值，將靜態(tài)特性線由1平移為2。同時工作點將從b移到c，最終功率盈余消失，轉(zhuǎn)速又回到額定值。二次調(diào)頻：當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)功率盈余量后，在一次調(diào)頻作用下，兩機(jī)組的73二次調(diào)頻過程示意圖二次調(diào)頻過程示意圖74可將電網(wǎng)調(diào)頻分為以下三個階段：自然調(diào)頻：定義為調(diào)速系統(tǒng)未動作時，僅靠自平衡能力來穩(wěn)定電網(wǎng)供電頻率的過程。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)械的動能會隨著電網(wǎng)頻率的變化而變化，因此可吸收或釋放部分能量來補償系統(tǒng)能量的變化，同時用電設(shè)備的負(fù)荷也會隨電網(wǎng)頻率的變化而變化，從而可減緩供電頻率的變化。自平衡能力由等效轉(zhuǎn)子時間、自平衡系數(shù)來衡量。通常單臺機(jī)組轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Ta為5~10秒、自平衡系數(shù)bT為0.6左右。電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子時間常數(shù)TW為10~20秒、自平衡系數(shù)bW為1.6~3.6?？蓪㈦娋W(wǎng)調(diào)頻分為以下三個階段：75一次調(diào)頻：定義為在調(diào)速系統(tǒng)給定值不變的情況下，通過轉(zhuǎn)速反饋作用改變其輸出功率來調(diào)整電網(wǎng)的頻率。在電網(wǎng)頻率按自然調(diào)頻過程變化的同時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)探測到機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化后，通過轉(zhuǎn)速反饋作用迅速調(diào)整各發(fā)電機(jī)組的輸出功率，以維持供電頻率穩(wěn)定。在加負(fù)荷方向它需要利用鍋爐蓄能的支持，可設(shè)置一定的限制，以防止拉跨鍋爐。出現(xiàn)功率不足，頻率下降過低時，應(yīng)利用低周減載裝置，避免發(fā)生頻率崩潰。在減負(fù)荷反向，為了避免機(jī)組發(fā)生事故，禁止設(shè)置任何限制。一次調(diào)頻：定義為在調(diào)速系統(tǒng)給定值不變的情況下，通過轉(zhuǎn)速反饋作76二次調(diào)頻：定義為通過改變調(diào)頻機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的給定值，改變其輸出功率使電網(wǎng)頻率回到額定值。在一次調(diào)頻作用后，最終穩(wěn)定頻率會偏離額定值。需通過調(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，同時將頻率恢復(fù)到額定值。并不是調(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。現(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。這種思想是完全錯誤的。由于發(fā)電機(jī)組的自平衡能力很弱，每臺機(jī)組的轉(zhuǎn)速反饋即一次調(diào)頻功能隨時都應(yīng)投入，才能保證安全運行。二次調(diào)頻：定義為通過改變調(diào)頻機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的給定值，改變其輸出77一次調(diào)頻靜態(tài)指標(biāo)轉(zhuǎn)速不等率為靜態(tài)特性曲線的總體斜率，規(guī)定在3～6％之內(nèi)。由下式計算：局部不等率為工作點處的斜率。由下式計算：死區(qū)是人們?yōu)榱吮苊廪D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻繁動作而設(shè)置的。遲緩率是系統(tǒng)固有的不靈敏度，具有磁滯回線性質(zhì)。由下式計算：一次調(diào)頻靜態(tài)指標(biāo)78調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性四象限圖調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性四象限圖79限幅是人們考慮到鍋爐、汽機(jī)、電機(jī)能力限制而設(shè)置的。一次調(diào)頻動態(tài)指標(biāo)響應(yīng)延遲時間是從轉(zhuǎn)速發(fā)生變化到功率發(fā)生變化的時間。調(diào)節(jié)時間是從轉(zhuǎn)速發(fā)生變化到完成調(diào)節(jié)過程的時間。上升時間是從功率發(fā)生變化10％到達(dá)到90％目標(biāo)值的時間。穩(wěn)定性：當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時通過一次調(diào)頻作用維持機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。可用轉(zhuǎn)速超調(diào)量、波動次數(shù)等指標(biāo)來衡量。限幅是人們考慮到鍋爐、汽機(jī)、電機(jī)能力限制而設(shè)置的。80影響一次調(diào)頻性能的主要因素有：轉(zhuǎn)速不等率死區(qū)限幅遲緩率調(diào)節(jié)周期油動機(jī)時間常數(shù)鍋爐蓄能中間再熱影響一次調(diào)頻性能的主要因素有：81早期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主要有以下特點：在機(jī)組解列、并網(wǎng)期間均采用相同的轉(zhuǎn)速比例反饋調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制范圍不大。調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在一定的遲緩率?？刂凭炔桓?。操作不夠方便。缺少避免誤操作和事故追憶記錄的手段。4.發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)早期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主要有以下特點：4.82典型機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡圖典型機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)83機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖84DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點：為離散調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)周期的長短對調(diào)節(jié)性能起作重要作用。在機(jī)組解列期間采用轉(zhuǎn)速PID，提高了穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的控制精度。在機(jī)組并網(wǎng)期間，各個DEH制造廠家提供的控制策略不盡相同。對于傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)，可投入閥控、功控、壓控和CCS協(xié)調(diào)等多種控制方式。閥控、功控具有轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)作用。人為設(shè)置了一次調(diào)頻死區(qū)及調(diào)頻限幅。在傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)中增加了轉(zhuǎn)速103％超速限制功能。增加了單閥、順序閥可變配汽模式。DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點：85傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)框圖傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)框圖86調(diào)節(jié)閥升程與進(jìn)汽流量存在一定的非線性。為了使轉(zhuǎn)速偏差信號與進(jìn)汽流量之間的關(guān)系基本呈線性，并且實現(xiàn)全周進(jìn)汽與部分進(jìn)汽轉(zhuǎn)換，大多采用了機(jī)械凸輪修正或電凸輪修正方式。若各凸輪的斜率及重疊度設(shè)計調(diào)整不當(dāng)，將造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的線性度較差，即局部不等率變化較大。局部不等率的倒數(shù)就是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，因此在局部不等率變化大的工作點附近，系統(tǒng)穩(wěn)定性會變差。調(diào)節(jié)閥升程與進(jìn)汽流量存在一定的非線性。為了使轉(zhuǎn)速偏差信號與進(jìn)87閥門特性修正汽輪機(jī)進(jìn)汽閥的升程——流量曲線是非線性的。通過閥門特性修正后，可使總閥位給定與進(jìn)汽量間呈線性關(guān)系。而且可按需要實現(xiàn)單閥方式或順序閥方式進(jìn)汽。根據(jù)汽輪機(jī)廠提供的閥門行程——流量曲線及流量系數(shù)修正曲線，采用MATLAB軟件可分別計算出單閥方式修正曲線和順序閥方式修正曲線。閥門特性修正88一次調(diào)頻原理與作用課件89一次調(diào)頻原理與作用課件90甩負(fù)荷試驗：是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。因油開關(guān)跳閘信號使傳統(tǒng)DEH切換到了轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，油開關(guān)跳閘后轉(zhuǎn)速最終會穩(wěn)定到額定值。而機(jī)械液壓系統(tǒng)因其同步器給定值不變，甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速最終會穩(wěn)定到不等率對應(yīng)的值。若發(fā)生甩負(fù)荷時，油開關(guān)并未跳閘，可能因103％OPC功能引起調(diào)節(jié)閥反復(fù)動作，造成系統(tǒng)崩潰大面積停電事故。傳統(tǒng)甩負(fù)荷試驗未能驗證到DEH的一次調(diào)頻性能。而且由于分裂出來的孤立小電網(wǎng)自然調(diào)頻能力比大網(wǎng)的差，功率負(fù)荷擾動量也可能大得多，雖然傳統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)在大電網(wǎng)中能穩(wěn)定運行，但在孤立小電網(wǎng)中就可能難以穩(wěn)定。甩負(fù)荷試驗：是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。因油開關(guān)跳閘91典型甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升曲線典型甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升曲92在大電網(wǎng)中運行的機(jī)組可不投一次調(diào)頻嗎？若某些機(jī)組不投一次調(diào)頻，會降低電網(wǎng)的一次調(diào)頻性能。若發(fā)生電網(wǎng)分裂故障，局部電網(wǎng)會由于一次調(diào)頻性能太差，而出現(xiàn)頻率大幅度波動，甚至出現(xiàn)大面積停電。帶基本負(fù)荷的機(jī)組可不參加一次調(diào)頻嗎？若帶基本負(fù)荷的機(jī)組都不參加一次調(diào)頻，會大幅降低電網(wǎng)的一次調(diào)頻性能。并不是調(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)具有一次調(diào)頻能力。5.需要澄清的問題

在大電網(wǎng)中運行的機(jī)組可不投一次調(diào)頻嗎？5.需要澄清的問題93可以設(shè)置一次調(diào)頻限幅嗎？DEH一次調(diào)頻限幅有以下各種形式：可以設(shè)置一次調(diào)頻限幅嗎？94功率雙向限幅僅在50～105％功率范圍內(nèi)具有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升高機(jī)組功率降到50％后，不再隨轉(zhuǎn)速升高而減小，轉(zhuǎn)速會迅速升高，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。50～105％功率范圍是鍋爐不投油的經(jīng)濟(jì)運行范圍，應(yīng)為二次調(diào)頻機(jī)組較理想的調(diào)節(jié)范圍。轉(zhuǎn)速雙向限幅僅在－12～12r/min轉(zhuǎn)速偏差范圍內(nèi)具有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速超出此范圍，將失去轉(zhuǎn)速反饋，轉(zhuǎn)速會迅速偏離額定值，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。－12～12r/min轉(zhuǎn)速偏差范圍，是國家規(guī)定的電網(wǎng)頻率允許的偏差范圍。功率雙向限幅95正向限幅轉(zhuǎn)速在2988r/min以上均有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升高機(jī)組功率會隨之減小，直到調(diào)節(jié)閥全關(guān)，可保證機(jī)組的安全。若轉(zhuǎn)速降幅超過12r/min，機(jī)組功率不再隨轉(zhuǎn)速降低而增加，轉(zhuǎn)速會迅速降低。這時應(yīng)迅速切除部分負(fù)荷，維持電網(wǎng)運行。避免頻率崩潰，出現(xiàn)大面積停電。反向限幅轉(zhuǎn)速在3012r/min以下才有一次調(diào)頻能力。若轉(zhuǎn)速升幅超過12r/min，機(jī)組功率不再隨轉(zhuǎn)速升高而減小，轉(zhuǎn)速會迅速升高，對機(jī)組的安全形成嚴(yán)重威脅。在關(guān)調(diào)門方向，即轉(zhuǎn)速升高方向絕對不能設(shè)置任何限幅。正向限幅96在任何情況下都可投入功頻調(diào)節(jié)嗎？功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)實際的不等率將嚴(yán)格等于設(shè)定值。若主汽壓力減小，調(diào)節(jié)閥會開得更大，因此不利于穩(wěn)定蒸汽壓力。為了避免一次調(diào)頻作用過大將鍋爐拖垮，在轉(zhuǎn)速偏差超出一定范圍后，應(yīng)退出功控方式。在孤網(wǎng)運行時，由于功率反調(diào)作用不利于頻率穩(wěn)定，應(yīng)退出功控方式。在CCS協(xié)調(diào)控制方式下可取消DEH一次調(diào)頻功能嗎？協(xié)調(diào)系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能可保證一次調(diào)頻作用的持續(xù)性，即靜態(tài)特性。DEH系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能可保證一次調(diào)頻作用的快速性，即動態(tài)特性。不能取消DEH的一次調(diào)頻功能。在任何情況下都可投入功頻調(diào)節(jié)嗎？97保持功率壓線運行正確嗎？“功率壓線運行”規(guī)定導(dǎo)致了許多電廠只按計劃指令恒功率運行，不參加一次調(diào)頻。應(yīng)修改功率壓線運行制度，鼓勵參加一次調(diào)頻，以提高供電品質(zhì)，保障電網(wǎng)安全。通過傳統(tǒng)甩負(fù)荷試驗?zāi)軝z驗DEH的一次調(diào)頻性能嗎？甩負(fù)荷試驗是驗證汽輪機(jī)控制系統(tǒng)性能常用的方法。但油開關(guān)