[發明專利]發電機組一次調頻試驗方法及試驗用測試仿真儀

有效

• 申請號: 200710018434.4
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號: CN101105520A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 李華;張江濱
• 申請（專利權）人: 陜西電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種發電機組一次調頻試驗方法及試驗用測試仿真儀，主要用于發電機組的一次調頻性能的測試、發電機組一次調頻運行模式和調節參數的優化。

背景技術

電力系統運行的主要任務之一，就是對頻率進行監視和控制，而發電機組的一次調頻功能對維持電網頻率的穩定至關重要，特別是對于那些快速調節機組比重少的電網尤為關鍵。一次調頻對提高整個系統頻率的質量至關重要，可以明顯地提高系統抗干擾的能力。對系統中相對較大的功率突變，由于一次調頻的快速響應，可以為系統的二次調頻提供有利的緩沖作用。

通過發電機組調速系統的負荷頻率特性對電網的功率頻率的控制稱為機組一次調頻，它主要由發電機組調速系統的靜態特性及其PID動態調節特性來實現的。當系統頻率偏差超過一定范圍時，調速系統根據頻率給定值與其比較的偏差進行調節。其中，一次調頻是指機組在并網運行的狀態下，當電網頻率越過某一規定值(50±EHz，E為死區)時，機組調節系統在沒有接到上級調度命令的情況下自動根據頻率—負荷曲線自動調整負荷，直到電網頻率回到正常范圍內。

在國家電力體制改革后，為保證電網安全與供電穩定，建立規范的電力市場，國家電力監管委員會下發了《關于發電廠并網運行管理的意見》[2006]42號和《并網發電廠輔助服務管理暫行辦法》[2006]43號中規定：機組調節系統的頻率偏差死區、轉速不等率和一次調頻投入相應速度等應滿足所在電網的規定要求。

為進一步提高電網的運行穩定性，提高供電質量，應對突發事故的發生，加強電網頻率的控制水平，改善電網動態品質，增強電網的抗事故能力，一般要求網調直調的機組都應該具備投入一次調頻功能，當電網頻率波動時，機組在所有運行方式下都應自動參與一次調頻，并對并網機組的提出了具體的一次調頻技術要求和相應得獎懲辦法。

由于發電機組一次調頻試驗沒有現成的試驗規程和試驗導則，所以對一次調頻試驗方法上還處于多種方法并存，主要有以下幾種試驗方法：

一、實際電網頻率擾動：由電網調度部門配合，通過并網發電機組出力或線路負荷擾動，形成一定的電網頻率擾動過程。測試記錄機組在此過程中的實際一次調頻調節過程。如“西北電網一次調頻聯調試驗”項目，參與一次調頻試驗的機組水電15臺，火電7臺。試驗中將一臺出力為200MW并網發電的機組甩負荷，電網頻率由50.0Hz降低到49.89Hz，然后逐漸恢復至49.95Hz以上。通過對參與試驗的并網發電機組實際一次調頻調節過程的測試分析，實測機組的一次調頻性能和一次調頻對電網擾動的抑制作用。但是試驗的代價較大，具有一定的風險性，因為需要對多個電廠進行統一協調，需要多個單位的配合，加大了實施難度。而且，試驗可重復性差，無法進行同一機組不同調節參數下的一次調頻性能對比測試。一般不宜采用這種方法。

二、靜態一次調頻開環階躍試驗：在靜態一次調頻開環試驗中，即機組處于靜止狀態，切除調速系統中的機組頻率或電網頻率測量端，將高精度的頻率發生器的頻率信號接入調速系統頻率測量端，形成開環控制系統，如圖1所示。試驗中變頻信號源發頻率階躍信號，頻率給定設定為額定頻率，記錄調速系統靜態一次調頻開環調節過程，可以對一次調頻參數初步優化與選擇。

三、動態一次調頻開環階躍試驗：在動態一次調頻開環試驗中，機組并網帶負荷運行于大電網，將高精度的頻率發生器的頻率信號接入調速系統頻率測量端，形成開環控制系統，如圖2所示。試驗中變頻信號源發頻率階躍信號，考察試驗中調速系統及機組功率的調節過程。

上述兩種方法下，所測機組一次調頻過程與機組實際運行中的一次調頻過程相差較大。而且，試驗時頻率階躍量的選取、一次調頻階躍響應過程評價指標的確定還很不成熟，造成對機組一次調頻性能優化時，數據分析復雜而繁瑣。

發電機組一次調頻試驗和性能測試還處于初級階段，尚不夠深入，缺乏相應專業、成熟的一次調頻試驗設備。常規的但都存在試驗項目較少，測量精度不夠，特別是頻率測量模塊的精度不夠，遠遠不能滿足一次調頻試驗動態測試的需要。目前單一頻率測量的產品很多，有的精度也較高，但是沒有能夠實時測量與數據錄波的功能，有的發電機組綜合測試系統可以實時錄波，但一般是模擬測頻，測試精度較低，也滿足不了一次調頻實時動態過程的要求。

發明內容