一次调频讲座

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1、发电机组在电网中一次调频功能应用的研究科技项目介绍项目完成单位华北电力调度局华北电力科学研究院有限责任公司项目来源近年来新投产的大型火电机组几乎都采用电液调速系统（DEH），而且原有的液调机组也在逐步改造成为电液调速系统，由于电液调速系统与液调系统在原理和控制方式上的不同以及设计、制造等方面缺乏统一规范，造成了火电机组一次调频功能投入存在较多问题。其表现为，当电网出现频率波动时，参与一次调频的机组越来越少，负荷越来越小。为此，华北电力集团公司于2002年初立项，项目名称为《火电机组在电网中一次调频功能应用的研究》

2、，后考虑到京津唐电网中存在的水电机组也必须投入一次调频，将项目名称更改为《发电机组在电网中一次调频功能应用的研究》。项目委托华北电力调度局和华北电力科学研究院有限责任公司进行。2002年5月项目全面启动，开始对京津唐电网火电机组一次调频进行调研、试验和研究工作，项目于2004年1月完成，04年2月17日完成了由华北电网公司组织的项目评审工作。研究报告简介目录概述一次调频的基本概念京津唐电网发电机组一次调频现状投入指标及控制逻辑的研究改进后的系统投入情况有关标准及管理方面的问题结论附表：京津唐电网主要发电机组一次调

3、频情况一览表附件：华北电网发电机组一次调频运行管理规定（试行）发电机组在电网中一次调频功能应用的研究研究报告1．概述华北电力集团公司针对京津唐电网一次调频存在的问题提出以下研究课题：参加一次调频的机组占电网机组的比例和容量；不同容量机组应具备的一次调频容量；不同容量机组在一次调频中负荷与周波的关系；解决各机组一次调频中的问题，及如何对一次调频机组进行管理；为网内不同容量和类型机组的一次调频功能投入提供指导，为全网编制《参加一次调频机组的管理办法》提供依据。通过一年多的时间，我们对京津唐电网火电机组一次调频进行了深

4、入地调研工作，掌握了电网火电机组一次调频投入现状，同时对一次调频投入中存在的问题、技术指标及控制逻辑进行了深入地研究，查阅了部分国内外设备图纸技术资料，进行了大量有关的试验工作。通过上述大量工作，我们基本上对网内乃至全国火电机组一次调频功能投入中存在的问题、有关的技术指标及控制逻辑等有了比较清晰的认识，这对于今后指导发电厂火电机组一次调频功能的投入以及对投入一次调频之后机组的管理将起到积极作用。2.一次调频基本概念2.1.汽轮机液压调节系统的静态指标机组在稳态运行时，汽轮机功率或油动机行程随自身转速变化的关系，称

5、为调节系统的静态特性。右图是一个调节系统典型的静态特性曲线。图中两条平行线间的区域，反映了调速系统对转速的不确定性。系统的速度变动率和迟缓率（δ、ε）是反映调节系统静态特性的重要指标。nNn1Nen00图1调节系统的静态特性2.1.1.速度变动率δ=(ｎ0－ｎ1)／ｎe×100%速度变动率越小汽轮机对系统的调频能力就越强，但自身的稳定性也就越差。一般δ取值3～6%。水轮机调速系统的永态转差率在本质上等同于汽轮机调速系统的速度变动率，一般水轮机组的δ取值为2～6%。对大机组为了防止机组甩负荷后转速飞升过高，一般将δ

6、取值在4.5%左右。2.1.2.汽轮机液压调节系统的迟缓率迟缓率ε是调节系统在其工作范围内对转速的迟滞/磁滞反应。ε=Δｎε／ｎe×100%nNn1Nen00图2调节系统的静态特性ε2.1.3.汽轮机电液调节系统的转速死区转速死区，是特指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。为了在电网周波变化较小的情况下，提高机组运行的稳定性，一般在电调系统设置有转速死区。值得注意的是迟缓率与转速死区Δ的概念并不相同。系统死区系统磁滞图3转速死区与迟缓率的区别2.电力系统的一次调频稳定运行的电力系统，其电源和负荷功率必须是动态平衡

7、的。当电源功率或负荷发生变化造成变化时（以功率不足为例），系统的频率就会随之降低，系统中的负荷设备会因为频率下降而影响其有功的吸收。与此同时，系统中运行的同步发电机组，也会按照其调速系统的静态特性增加调门开度，弥补系统中功率的不足。在这个过程中，系统功率负荷的动态平衡完全是自己随动完成的，不需要人工干预，动态平衡的结果是系统稳定在了一个较低的频率水平。这个过程即为电力系统的一次调频过程。可以看到电力系统的一次调频，是由同步发电机组和负荷设备共同来完成的。右图为电网的调频调整示意图。其中a点为系统变化前电网的功率负

8、荷平衡点。当电网中的负荷从L1增加到L2时，系统的功率负荷平衡点将开始沿调速系统的静态特性线P1下滑，直到系统的功率负荷达到一个新的平衡,b点。在这个过程中汽轮机调速系统根据电网频率的变化情况，按照其自身的静态特性来自动调整所发功率，来满足电网负荷变化的过程,即为机组参与系统的一次调频过程。L/NL1L2abcNaNbNcfP1P2图4电网的调频调整示意图3．京津唐电网发