对火电机组一次调频的实现策略及影响研究

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1、对火电机组一次调频的实现策略及影响研究随着火电机组汽轮机电液调节系统的大量应用，增强了汽轮机的可控性，提高了机组的安全性和热效率，其优越性日益表现出来。但是，由于大量新投入的电调系统未投一次调频，电网周波的稳定性日益受到影响，甚至可能威胁电网的安全运行。本文根据火电机组汽轮机电液调节系统的特点，分析了一次调频的实质内容、实现策略和对机纽的影响。1、火电机组一次调频的内容和实质1.1火电机组一次调频的含义及重要性由汽轮机调速系统自动控制机组负荷的增减，以适应外界负荷需要、保证电网频率稳定的方式，称为一

2、次调频。一次调频有利于快速减小电网频率的波动，提高电网的稳定性。随着汽轮机组电调系统的大量应用，液压调速系统机组大量改造为纯电调系统机组。而由于一次调频运行方式対机组并无有利之处，对电网非常有利（电网系统更稳定），发电机组山于以往AGC考核方式和本身考虑的原因，在汽轮机调速系统改造后一般不投-次调频。这样电网系统仅能依靠发电机组的二次调频来维持。电网发电负荷和供电负荷的平衡，引起电网周△波波动很大，与发电机组液调改电调前相比电网更不稳定。因此，在这种形势下，电网系统迫切需要发电机组参与一次调频，发电

3、机组原液压调速系统内部固有的一次调频功能在汽轮机电液调节系统中实现，以满足电网稳定的要求。1.2一次调频和二次调频的关系一次调频与二次调频都能改变发电机组的负荷，从而调节电网频率，维护电网的稳定。区别在于二者的响应方式和响应时间不同。一次调频是由于汽轮机调速系统的自身特性，使机组负荷随着电网频率的变化相应增减，发电负荷与供电负荷相适应，从而稳定了电网频率。二次调频是在电网频率波动后，由调度系统发出指令，使电网发电负荷与供电负荷相适应，维持电网稳定。在调频过程中，一次调频利用锅炉蓄热，直接山汽轮发电机

4、组自动实现的，负荷增减很快；二次调频通过电网调度系统和机组协调系统实现，反应时间较长，负荷增减相对较慢。一般来说，一次调频属于有差调节，二次调频属于无差调节。在汽轮机调速系统静态特性曲线上，一次调频表现为负荷点在静态特性曲线上移动，而二次调频表现为静态特性曲线的平移。如图1。图i调速系统静态轻性线1・3—次调频在不同类型汽轮机调速系统的实现方式1.3一次调频在不同类型汽轮机调速系统的实现方式纯液压汽轮机组的一次调频是通过汽轮机调速系统内部固有的静态特性（市汽轮机调节装置的转速感受机构、传动放大机构、

5、配汽机构及阀门机构的特性决定）实现的。当外界功率增加时，汽轮机功率不变，则汽轮机转速下降，这又称为汽轮机的自调节性能。而一般來说汽轮机转速下降，引起一次油压下降，二次油压随之上升，汽轮机调门开大，汽轮机功率相应增加；反之汽轮机功率相应减小，形成了纯液压汽轮机组的一次调频功能。汽轮机一次调频增减的负荷暈由汽轮机调节系统的静态特性决定，计算如下：N=xn0Sx«08——速度变动率（不等率）n0机组额定转速No——机组额定功率根据调速系统的静态特性线，汽轮机电功率额定值减小到零时，转速的改变值与额定转速

6、之比的百分数,称为速度变动率，亦称不等率。AwA5=—^LxlOO%调节系统的速度不等率一般为3%——5%,如5为3%,△♦喚最大为90r/min；如5为5%,最大为150r/mino而对于同样的转速变动幅度，速度不等率越大，一次调频负荷量越小：反之速度不等率越小，一次调频负荷量越大。数字式电调系统的一次调频实际上是将纯液压汽轮机组的固有功能通过一定的控制策略实现而已。一次调频在电调系统机组的实现方式原则上应与在液调系统机组的调频效果相一致，保持相似的汽轮机静态特性。在电调系统中，一般都有一次调频回

7、路和一次调频函数曲线，一次调频回路乂称频率校正回路。图2是300MW机组各为5%时的最大一次调频函数曲线。由汽轮机转速对应一次调频负荷量，叠加在负荷指令上形成修正后的实际负荷指令。实际一次调频函数曲线述耍考虑调频死区和调频范圉。2、一次调频在电调机组中的实现策略2.1一次调频实现的可能情况分析一次调频并不是简单地在数字式电调系统中加入一次调频功能和调频函数曲线即可。一次调频的实现，涉及到CCS和DEH系统，而这里认为两个系统都有各自的功率自动回路和一次调频回路。因CCS和DEH内部实现方式不同，CC

8、S的一次调频回路在功率自动投入后才能投入，而DEH的一次调频回路、功率回路和调压回路可以分別单独投入，构成了多种不同的组合方式。2.1.1在锅炉跟随状态下一次调频实现的可能情况2.1.1.1纯DEH实现方式。DDEH功率冋路和调节级压力冋路投入，一次调频冋路投入。这时一次调频根据频差信号，以一定的速度不等率对负荷指令进行修正，实际是通过自动调节回路实现，类似于二次调频，负荷最终稳立在经过修正的实际机组负荷指令。2）DEH功率冋路和调节级丿玉力冋路不投，一次调频冋路投入