[發(fā)明專利]一種用于火電廠的基于電壓縮制冷機組的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107528330A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊豫森;崔華;徐波;譚智;陳輝
• 申請（專利權(quán)）人: 赫普科技發(fā)展（北京）有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11364
• 代理人: 劉亞竹,盧玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)頻領(lǐng)域，尤其涉及火力發(fā)電機組利用電壓縮制冷機組參與電網(wǎng)調(diào)頻的輔助服務(wù)。

背景技術(shù)

近年來隨著中國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對電力的需求也急劇增加，峰谷差日益增大。中國電力供應(yīng)峰谷比約為10/0.7，遠高于一般發(fā)展中國家的平均水平1/0.63，比美國1/0.25的峰谷比高得多，因此中國發(fā)電機組的調(diào)峰任務(wù)艱巨。發(fā)電機組的調(diào)頻能力是維護電網(wǎng)功率平衡和安全穩(wěn)定的第一道重要屏障，其調(diào)節(jié)能力和性能對電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性顯得尤為重要；此外，風(fēng)能、核能等電源的飛速發(fā)展，相對降低了電網(wǎng)的自調(diào)節(jié)能力，大規(guī)模接入的風(fēng)電機組甚至引入了額外的隨機功率擾動，使電網(wǎng)穩(wěn)定性進一步惡化。合理規(guī)范并監(jiān)測機組調(diào)頻參數(shù)和性能，保障機組良好的調(diào)頻能力，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和未來智能電網(wǎng)環(huán)境下的優(yōu)化調(diào)度具有重要的意義。

目前火力發(fā)電機組的自動發(fā)電控制(AGC)、調(diào)頻性能是統(tǒng)調(diào)機組涉網(wǎng)性能中的2個重要指標(biāo)，電網(wǎng)調(diào)度對機組的AGC、調(diào)頻性能有嚴(yán)格的要求，這2個指標(biāo)也是電網(wǎng)“二個細則”考核的重要內(nèi)容，尤其是AGC品質(zhì)直接體現(xiàn)機組的性能。目前機組主要通過鍋爐、汽輪機的協(xié)調(diào)控制，依靠增、減燃料量，開大或關(guān)小汽輪機調(diào)門來響應(yīng)電網(wǎng)的需求，由于鍋爐存在遲延，機組負(fù)荷響應(yīng)始終存在局限性；汽輪機為確保有調(diào)節(jié)裕量，調(diào)門也無法保持全開狀態(tài)，限制了調(diào)節(jié)的深度。

另外，目前大多數(shù)發(fā)電廠采用DEH(數(shù)字式電液)控制系統(tǒng)，為了負(fù)荷的穩(wěn)定和考核的需要，避免機組隨頻率變動而頻繁進行調(diào)節(jié)，影響負(fù)荷的穩(wěn)定，將汽輪機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻死區(qū)設(shè)置的比較大，一次調(diào)頻作用幾乎被切除，使得電網(wǎng)的頻率主要靠二次調(diào)頻來維持。研究表明，在突發(fā)性事故和大的負(fù)荷(功率)擾動時，很多機組盡管具有調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力，但對頻率偏差的調(diào)頻響應(yīng)幾乎為零，此時就會出現(xiàn)頻率大幅度波動甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰的惡性事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用了電壓縮制冷機組負(fù)荷功率可以進行快速調(diào)節(jié)響應(yīng)的特點，創(chuàng)新性地將電壓縮制冷機組負(fù)荷控制與發(fā)電廠自動發(fā)電控制和電網(wǎng)調(diào)頻控制進行聯(lián)動，通過電壓縮制冷機組的快速增減負(fù)荷，實現(xiàn)機組響應(yīng)電網(wǎng)的自動發(fā)電控制和調(diào)頻對機組負(fù)荷的變動要求。

本發(fā)明解決前述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于電壓縮制冷機組的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)，包括：

調(diào)頻控制模塊，包括電網(wǎng)電力調(diào)度中心和電廠集中控制系統(tǒng)，所述調(diào)頻控制模塊連接到供電控制模塊和電壓縮制冷機組的功率控制柜，用于控制所述供電控制模塊和功率控制柜；

供電控制模塊，所述供電控制模塊的輸入端連接到電廠輸出，輸出端連接到電壓縮制冷機組的功率控制柜，用于將電廠輸出的電能進行轉(zhuǎn)換后輸送給功率控制柜；

功率控制柜，用于將接收的電壓直接輸送，或經(jīng)過變壓后輸送給電壓縮制冷機組并控制電壓縮制冷機組的功率；

電壓縮制冷機組，用于將輸入的電能轉(zhuǎn)換成冷量。

進一步的，所述供電控制模塊包括：

第一變壓器，用于將輸入的電壓變壓后輸送給功率控制柜；和

第一開關(guān)，并聯(lián)連接到所述第一變壓器的兩端，其閉合后將輸入的電壓直接輸送給功率控制柜。

進一步的，所述的基于電壓縮制冷機組的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，電廠輸出電壓通過升壓變壓器1升壓到220kV～500kV后輸出到電網(wǎng)，所述供電控制模塊包括：

第二變壓器，用于將輸入的電壓變壓后輸送給功率控制柜；和

第二開關(guān)，串聯(lián)連接到所述第二變壓器，其閉合后將輸入的電壓經(jīng)由第二變壓器輸送給功率控制柜。

進一步的，所述的基于電壓縮制冷機組的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，所述供電控制模塊包括：

第三變壓器，用于將輸入的電壓變壓后輸送給功率控制柜；和

第三開關(guān)，并聯(lián)連接到所述第三變壓器的兩端，其閉合后將輸入的廠電壓直接輸送給功率控制柜。

進一步的，所述的基于電壓縮制冷機組的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于還包括：

冷量輸出模塊，所述冷量輸出模塊的一端接收電壓縮制冷機組的輸出冷量，另一端將冷量輸出到區(qū)域制冷管網(wǎng)供冷接口、制冰設(shè)施供冷接口或大型冷庫供冷接口中的至少一種。

進一步的，所述調(diào)頻控制模塊用于執(zhí)行以下調(diào)頻操作中的至少一種：發(fā)電機組一次調(diào)頻控制、發(fā)電機組二次調(diào)頻控制、發(fā)電機組數(shù)字式電液調(diào)節(jié)和自動發(fā)電控制。

進一步的，所述調(diào)頻控制模塊中的一次調(diào)頻控制、二次調(diào)頻控制和自動發(fā)電控制的控制指令可以直接作用在所述電壓縮制冷機組功率控制柜上。