[發(fā)明專利]發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)方法及試驗(yàn)用測試仿真儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710018434.4
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN101105520A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李華;張江濱
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王少文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)方法及試驗(yàn)用測試仿真儀，主要用于發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻性能的測試、發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行模式和調(diào)節(jié)參數(shù)的優(yōu)化。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要任務(wù)之一，就是對頻率進(jìn)行監(jiān)視和控制，而發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能對維持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定至關(guān)重要，特別是對于那些快速調(diào)節(jié)機(jī)組比重少的電網(wǎng)尤為關(guān)鍵。一次調(diào)頻對提高整個(gè)系統(tǒng)頻率的質(zhì)量至關(guān)重要，可以明顯地提高系統(tǒng)抗干擾的能力。對系統(tǒng)中相對較大的功率突變，由于一次調(diào)頻的快速響應(yīng)，可以為系統(tǒng)的二次調(diào)頻提供有利的緩沖作用。

通過發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的負(fù)荷頻率特性對電網(wǎng)的功率頻率的控制稱為機(jī)組一次調(diào)頻，它主要由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性及其PID動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差超過一定范圍時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)頻率給定值與其比較的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，一次調(diào)頻是指機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)下，當(dāng)電網(wǎng)頻率越過某一規(guī)定值(50±EHz，E為死區(qū))時(shí)，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)在沒有接到上級調(diào)度命令的情況下自動(dòng)根據(jù)頻率—負(fù)荷曲線自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷，直到電網(wǎng)頻率回到正常范圍內(nèi)。

在國家電力體制改革后，為保證電網(wǎng)安全與供電穩(wěn)定，建立規(guī)范的電力市場，國家電力監(jiān)管委員會(huì)下發(fā)了《關(guān)于發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理的意見》[2006]42號(hào)和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》[2006]43號(hào)中規(guī)定：機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的頻率偏差死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率和一次調(diào)頻投入相應(yīng)速度等應(yīng)滿足所在電網(wǎng)的規(guī)定要求。

為進(jìn)一步提高電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，提高供電質(zhì)量，應(yīng)對突發(fā)事故的發(fā)生，加強(qiáng)電網(wǎng)頻率的控制水平，改善電網(wǎng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)，增強(qiáng)電網(wǎng)的抗事故能力，一般要求網(wǎng)調(diào)直調(diào)的機(jī)組都應(yīng)該具備投入一次調(diào)頻功能，當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí)，機(jī)組在所有運(yùn)行方式下都應(yīng)自動(dòng)參與一次調(diào)頻，并對并網(wǎng)機(jī)組的提出了具體的一次調(diào)頻技術(shù)要求和相應(yīng)得獎(jiǎng)懲辦法。

由于發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)沒有現(xiàn)成的試驗(yàn)規(guī)程和試驗(yàn)導(dǎo)則，所以對一次調(diào)頻試驗(yàn)方法上還處于多種方法并存，主要有以下幾種試驗(yàn)方法：

一、實(shí)際電網(wǎng)頻率擾動(dòng)：由電網(wǎng)調(diào)度部門配合，通過并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組出力或線路負(fù)荷擾動(dòng)，形成一定的電網(wǎng)頻率擾動(dòng)過程。測試記錄機(jī)組在此過程中的實(shí)際一次調(diào)頻調(diào)節(jié)過程。如“西北電網(wǎng)一次調(diào)頻聯(lián)調(diào)試驗(yàn)”項(xiàng)目，參與一次調(diào)頻試驗(yàn)的機(jī)組水電15臺(tái)，火電7臺(tái)。試驗(yàn)中將一臺(tái)出力為200MW并網(wǎng)發(fā)電的機(jī)組甩負(fù)荷，電網(wǎng)頻率由50.0Hz降低到49.89Hz，然后逐漸恢復(fù)至49.95Hz以上。通過對參與試驗(yàn)的并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組實(shí)際一次調(diào)頻調(diào)節(jié)過程的測試分析，實(shí)測機(jī)組的一次調(diào)頻性能和一次調(diào)頻對電網(wǎng)擾動(dòng)的抑制作用。但是試驗(yàn)的代價(jià)較大，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，因?yàn)樾枰獙Χ鄠€(gè)電廠進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，需要多個(gè)單位的配合，加大了實(shí)施難度。而且，試驗(yàn)可重復(fù)性差，無法進(jìn)行同一機(jī)組不同調(diào)節(jié)參數(shù)下的一次調(diào)頻性能對比測試。一般不宜采用這種方法。

二、靜態(tài)一次調(diào)頻開環(huán)階躍試驗(yàn)：在靜態(tài)一次調(diào)頻開環(huán)試驗(yàn)中，即機(jī)組處于靜止?fàn)顟B(tài)，切除調(diào)速系統(tǒng)中的機(jī)組頻率或電網(wǎng)頻率測量端，將高精度的頻率發(fā)生器的頻率信號(hào)接入調(diào)速系統(tǒng)頻率測量端，形成開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1所示。試驗(yàn)中變頻信號(hào)源發(fā)頻率階躍信號(hào)，頻率給定設(shè)定為額定頻率，記錄調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)一次調(diào)頻開環(huán)調(diào)節(jié)過程，可以對一次調(diào)頻參數(shù)初步優(yōu)化與選擇。

三、動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻開環(huán)階躍試驗(yàn)：在動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻開環(huán)試驗(yàn)中，機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行于大電網(wǎng)，將高精度的頻率發(fā)生器的頻率信號(hào)接入調(diào)速系統(tǒng)頻率測量端，形成開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖2所示。試驗(yàn)中變頻信號(hào)源發(fā)頻率階躍信號(hào)，考察試驗(yàn)中調(diào)速系統(tǒng)及機(jī)組功率的調(diào)節(jié)過程。

上述兩種方法下，所測機(jī)組一次調(diào)頻過程與機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中的一次調(diào)頻過程相差較大。而且，試驗(yàn)時(shí)頻率階躍量的選取、一次調(diào)頻階躍響應(yīng)過程評價(jià)指標(biāo)的確定還很不成熟，造成對機(jī)組一次調(diào)頻性能優(yōu)化時(shí)，數(shù)據(jù)分析復(fù)雜而繁瑣。

發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)和性能測試還處于初級階段，尚不夠深入，缺乏相應(yīng)專業(yè)、成熟的一次調(diào)頻試驗(yàn)設(shè)備。常規(guī)的但都存在試驗(yàn)項(xiàng)目較少，測量精度不夠，特別是頻率測量模塊的精度不夠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足一次調(diào)頻試驗(yàn)動(dòng)態(tài)測試的需要。目前單一頻率測量的產(chǎn)品很多，有的精度也較高，但是沒有能夠?qū)崟r(shí)測量與數(shù)據(jù)錄波的功能，有的發(fā)電機(jī)組綜合測試系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)錄波，但一般是模擬測頻，測試精度較低，也滿足不了一次調(diào)頻實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)過程的要求。

發(fā)明內(nèi)容