水电机组一次调频学习教案.pptx

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1、会计学 1水电机组(jz)一次调频第一页，共27 页。几种(j zh n)定义n n 发电机组根据其调速系统的固有频率特性，随频率变化而进行功率调整的调频过程。发电机组根据其调速系统的固有频率特性，随频率变化而进行功率调整的调频过程。n n 通过水轮发电机组和火力发电机组调速系统的负荷频率特性对电网的功率和频率的控制，通过水轮发电机组和火力发电机组调速系统的负荷频率特性对电网的功率和频率的控制，通常叫电网一次调频。他主要是由发电机组调速系统的静态特性 通常叫电网一次调频。他主要是由发电机组调速系统的静态特性 F=f F=f（P P）及其）及其PID PID 动态调 动态调节特性来实现的。节特性

2、来实现的。n n 电网的一次调频是针对偏离了系统额定频率（电网的一次调频是针对偏离了系统额定频率（50Hz 50Hz）的频率偏差，按功率永态差值系数）的频率偏差，按功率永态差值系数ep ep（调差系数）对机组进行功率控制的。它是将电网（机组）频率（转速）信号送入机组（调差系数）对机组进行功率控制的。它是将电网（机组）频率（转速）信号送入机组调速系统的频率（转速）输入端口，频率（转速）给定值与其比较形成频率（转速）偏差，调速系统的频率（转速）输入端口，频率（转速）给定值与其比较形成频率（转速）偏差，调速系统根据这个偏差信号进行调节。调速系统根据这个偏差信号进行调节。n n 机组并网运行时，受到外

3、界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统 机组并网运行时，受到外界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时尽力减少电网频率 参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。它是一种有差调节。的变化，这一过程即为一次调频。它是一种有差调节。n n 一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动 一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动(zdng)(zdng)控制机组有 控制机组有功功率的增加（频率下降时）或减少（

4、频率升高时），以限制电网频率变化的特性。功功率的增加（频率下降时）或减少（频率升高时），以限制电网频率变化的特性。n n 一次调频是指电网频率发生变化时通过水轮发电机组调速系统自身的负荷 一次调频是指电网频率发生变化时通过水轮发电机组调速系统自身的负荷-频率静态特性 频率静态特性和动态特性对电网进行控制。和动态特性对电网进行控制。n n 水轮发电机组调速系统的一次调频功能就是指，在并网发电的状态下，如果频率超过 水轮发电机组调速系统的一次调频功能就是指，在并网发电的状态下，如果频率超过 50Hz 50Hz时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷 时，调速系统在没有接受上级设

5、备下发新的定值的情况下，按照负荷-频率曲线进行负荷 频率曲线进行负荷调节，自动 调节，自动(zdng)(zdng)下调一定的负荷；当频率低于 下调一定的负荷；当频率低于50Hz 50Hz 时，调速系统在没有接受上级设备 时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷 下发新的定值的情况下，按照负荷-频率曲线进行负荷调节，自动 频率曲线进行负荷调节，自动(zdng)(zdng)上调一定的负 上调一定的负荷。荷。n n 电网一次调频 电网一次调频：针对电网上变化幅度较小，变化周期较短的负荷分量所引起的电网频率小：针对电网上变化幅度较小，变化周期较短的负荷分量所引起的电网频率小波动所进

6、行的频率调节。波动所进行的频率调节。第2 页/共27 页第二页，共27 页。二、水电机组(jz)一次调频的技术要求n n 何时开始(kish)调？n n 调多少？n n 调多快？n n 与其他调节过程如何协调？第3 页/共27 页第三页，共27 页。何时(h sh)开始调？n n 死区 0.05Hzn n 人工死区？500.05Hzn n 转速死区？0.02%0.04%n n 响应滞后时间n n 电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷(fh)开始变化所需的时间为一次调频负荷(fh)响应滞后时间，应小于3 秒n n 第4 页/共27 页第四页，共27 页。调多少(dush o)？（一次调频目标

7、出力）n n 频率偏差n n 由调速系统（/机组(jz)）的静态特性确定n n 永态转差系数bp3%bp=f/yn n 死区0.05Hzn n 最大调整负荷限幅n n 机组(jz)额定功率的6%第5 页/共27 页第五页，共27 页。调速系统（/机组）静态(jngti)特性1n n 理想的简化的静态特性n n y=f/bpn n p=f/epn n bp ep 的区别与联系？n n 水头(shutu)的影响？频率(pnl)f接力器行程y（/机组功率p)永态转差系数bp(/调差率ep/机组永态转差率)y(/p)第6 页/共27 页第六页，共27 页。调速系统(xt ng)（/机组）静态特性2考虑

8、(kol)人工频率死区的静态特性人工(rngng)频率死区：0.05Hz？0.04Hz？y=(f-ef)/bpp=(f-ef)/ep第7 页/共27 页第七页，共27 页。调速系统（/机组(jz)）静态特性3考虑转速(zhun s)死区和非线性度的静态特性转速(zhun s)死区ix：0.02%（0.01Hz）非线性度：近似为直线（5%）y(f-ef)/bpp(f-ef)/ep第8 页/共27 页第八页，共27 页。调速系统(xt ng)（/机组）静态特性3考虑人工开度死区的静态(jngti)特性第9 页/共27 页第九页，共27 页。一次调频(dio pn)限幅n n 一次调频最大负荷限幅为

9、机组额定功率的 一次调频最大负荷限幅为机组额定功率的6%6%n n p(f-ef)/ep 6%p(f-ef)/ep 6%n n 实现方式 实现方式(fngsh)(fngsh)：n n 限频差；限频差；n n 若 若Ef=0.05Hz Ef=0.05Hz，ep=3%ep=3%n n 则：则：f 0.28%f 0.28%，即，即F 0.14Hz F 0.14Hz，n n 限控制输出；限控制输出；n n 技术讨论 技术讨论 6%6%n n 第10 页/共27 页第十页，共27 页。调多少(dush o)？（小结）影响一次调频调节量目标值的因素：影响一次调频调节量目标值的因素：频差 频差永态转差系数

10、永态转差系数bp/bp/机组 机组(jz(jz)调差率 调差率ep ep 水头的影响 水头的影响人工频率死区 人工频率死区转速死区 转速死区人工开度死区 人工开度死区限幅值：限幅值：p(f-ef)/ep 6%p(f-ef)/ep 6%第11 页/共27 页第十一页，共27 页。调多快？1具体要求(yoqi)：当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应在15 秒内根据机组响应目标完全响应；在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45 秒内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值应在机组额定有功出力的3%内。第12 页/共27 页第十二页，共27 页。调多快？2一次调频调节速度相关因素：比例增

11、益P-积分增益I-微分增益D调速系统随动系统动态特性 接力器不动时间，接力器反应时间常数，水轮机导水机构机械特性等等(dn dn)。水流惯性时间常数及其它机组相关特性 功率反调现象；机组功率摆动现象；等等(dn dn)第13 页/共27 页第十三页，共27 页。第14 页/共27 页第十四页，共27 页。第15 页/共27 页第十五页，共27 页。与其他调节过程(guchng)如何协调？具体要求：水电机组监控系统设计时，应保证监控系统闭环控制方式下，机组调速系统一次调频功能能够正常发挥作用。实现(shxin)方式：监控系统改闭环控制为开环、半开环控制；引出一次调频动作接点，作用于监控系统。与A

12、GC 的协调控制 第16 页/共27 页第十六页，共27 页。三、水电(shu din)机组一次调频相关测试与试验1具体要求 具体要求1 1（西北电网（西北电网(dinw(dinw ng)ng)）机组一次调频性能测试报告 机组一次调频性能测试报告调速系统的传递函数、各环节参数及有关试验报告 调速系统的传递函数、各环节参数及有关试验报告机组负荷随实际电网 机组负荷随实际电网(dinw(dinw ng)ng)频率变化曲线 频率变化曲线具体要求 具体要求2 2（西北电监局机组安评标准，并网运行管理规定实施细则（西北电监局机组安评标准，并网运行管理规定实施细则）机组一次调频试验、甩负荷试验、水轮机控制

13、系统验收试验满足规范要求。机组一次调频试验、甩负荷试验、水轮机控制系统验收试验满足规范要求。完成水轮机及其调速系统建模和参数实测，为电网 完成水轮机及其调速系统建模和参数实测，为电网(dinw(dinw ng)ng)提供系统计算所需基本数据。提供系统计算所需基本数据。第17 页/共27 页第十七页，共27 页。三、水电机组一次调频(dio pn)相关测试与试验2试验内容一次调频(dio pn)性能试验水轮机及其调速系统建模与参数实测调速系统性能验收试验第18 页/共27 页第十八页，共27 页。一次调频性能(xngnng)试验n n 测频单元的校验 n n 调速系统静特性(txng)试验（bp

14、 值的校验）n n 人工死区校验 n n 一次调频静态试验（调节参数优化）n n 一次调频与监控系统闭环控制的协调性测试n n 一次调频动态试验 n n 频率阶跃；实际电网频率扰动过程测试；第19 页/共27 页第十九页，共27 页。-5-一次调频动态试验 一次调频动态试验(shyn)(shyn)方法 方法常规方法:1）频率阶跃 外接频率阶跃信号或改频率给定 局限性:试验与实际过程有差别 2）电网人为造成频率大扰动试验（通过电网切机或突增机组(jz)出力进行）局限性:难度大、有风险，不适合单台机组(jz)改进方法 优点：过程真实、简化试验过程、降低试验风险、可 重复性好。调节(tioji)系统

15、实际电网扰动过程水轮机系统 大电网信号重构发频测试仿真仪试验时频率变化很小认为恒定第20 页/共27 页第二十页，共27 页。四、影响水电机组(jz)一次调频性能的因素n n 监控系统闭环控制，监控系统闭环控制，AGC AGC 的闭环控制；的闭环控制；n n 测频偏差 测频偏差n n 调速器调节方式 调速器调节方式(fngsh)(fngsh)、调节模式的切换、调节模式的切换n n 调节参数需优化 调节参数需优化n n 功率反调量明显 功率反调量明显n n 设置一次调频投 设置一次调频投/切开关 切开关n n 机组自身功率摆动（稳定性差、机组自身功率摆动（稳定性差、PSS PSS 性能）性能）n

16、 n 调速系统自身缺陷或故障 调速系统自身缺陷或故障n n 调速器不当控制策略 调速器不当控制策略第21 页/共27 页第二十一页，共27 页。在不稳定(wndng)运行区域机组自身的功率摆动第22 页/共27 页第二十二页，共27 页。在稳定运行区域机组自身的功率(gngl)摆动第23 页/共27 页第二十三页，共27 页。五、问题(wnt)探讨1n n 水轮机控制系统、水电机组监控系统相关的新技术以及对一次调频(dio pn)带来的影响有那些？n n 为何机组一次调频(dio pn)问题近几年才得到热议？第24 页/共27 页第二十四页，共27 页。五、问题(wnt)探讨2n n 机组一次调频(dio pn)性能试验正常，经济考核不理想，原因？第25 页/共27 页第二十五页，共27 页。-5-不妥(b tu)之处，请各位老师批评、指正！谢谢！第26 页/共27 页第二十六页，共27 页。感谢您的观看(gunkn)！第27 页/共27 页第二十七页，共27 页。