一次调频原理与作用.pptVIP

一次调频：定义为在调速系统给定值不变的情况下，通过转速反馈作用改变其输出功率来调整电网的频率。在电网频率按自然调频过程变化的同时，调节系统探测到机组转速的变化后，通过转速反馈作用迅速调整各发电机组的输出功率，以维持供电频率稳定。 在加负荷方向它需要利用锅炉蓄能的支持，可设置一定的限制，以防止拉跨锅炉。出现功率不足，频率下降过低时，应利用低周减载装置，避免发生频率崩溃。在减负荷反向，为了避免机组发生事故，禁止设置任何限制。 二次调频：定义为通过改变调频机组调速系统的给定值，改变其输出功率使电网频率回到额定值。在一次调频作用后，最终稳定频率会偏离额定值。需通过调整预先指定的调频机组的负荷设定值，使各机组的负荷变化量转移到调频机组上，同时将频率恢复到额定值。 并不是调频机组才承担一次调频任务，所有机组都应具有良好的一次调频能力。现在还有许多人认为只有调频机组才需承担调频任务，基荷机组不承担调频任务，因此仅调频机组需投入一次调频功能。这种思想是完全错误的。由于发电机组的自平衡能力很弱，每台机组的转速反馈即一次调频功能随时都应投入，才能保证安全运行。 一次调频静态指标 转速不等率为静态特性曲线的总体斜率，规定在3～6％之内。由下式计算： 局部不等率为工作点处的斜率。由下式计算： 死区是人们为了避免转速调节系统频繁动作 而设置的。 迟缓率是系统固有的不灵敏度，具有磁滞回线性质。由下式计算： 调节系统静态特性四象限图 限幅是人们考虑到锅炉、汽机、电机能力限制 而设置的。 一次调频动态指标 响应延迟时间是从转速发生变化到功率发生变化的时间。 调节时间是从转速发生变化到完成调节过程的时间。 上升时间是从功率发生变化10％到达到90％目标值的时间。 稳定性：当发生甩负荷时通过一次调频作用维持机组转速稳定。可用转速超调量、波动次数等指标来衡量。 影响一次调频性能的主要因素有： 转速不等率 死区 限幅 迟缓率 调节周期 油动机时间常数 锅炉蓄能 中间再热 早期汽轮机调节系统为机械液压式调节系统。主要有以下特点： 在机组解列、并网期间均采用相同的转速比例反馈调节。 转速闭环控制范围不大。 调节系统存在一定的迟缓率。 控制精度不高。 操作不够方便。 缺少避免误操作和事故追忆记录的手段。 典 型 机 械 液 压 调 节 系 统 简 图 机 械 液 压 调 节 系 统 框 图 DEH转速调节系统具有以下特点： 为离散调节系统。调节周期的长短对调节性能起作重要作用。 在机组解列期间采用转速PID，提高了稳态转速的控制精度。 在机组并网期间，各个DEH制造厂家提供的控制策略不尽相同。对于传统DEH控制系统，可投入阀控、功控、压控和CCS协调等多种控制方式。阀控、功控具有转速比例调节作用。 人为设置了一次调频死区及调频限幅。 在传统DEH控制系统中增加了转速103％超速限制功能。 增加了单阀、顺序阀可变配汽模式。 传 统 DEH 控 制 系 统 框 图 调节阀升程与进汽流量存在一定的非线性。为了使转速偏差信号与进汽流量之间的关系基本呈线性，并且实现全周进汽与部分进汽转换，大多采用了机械凸轮修正或电凸轮修正方式。若各凸轮的斜率及重叠度设计调整不当，将造成调节系统静态特性曲线的线性度较差，即局部不等率变化较大。局部不等率的倒数就是转速调节系统的放大倍数，因此在局部不等率变化大的工作点附近，系统稳定性会变差。 阀门特性修正 汽轮机进汽阀的升程——流量曲线是非线性的。通过阀门特性修正后，可使总阀位给定与进汽量间呈线性关系。而且可按需要实现单阀方式或顺序阀方式进汽。 根据汽轮机厂提供的阀门行程——流量曲线及流量系数修正曲线，采用MATLAB软件可分别计算出单阀方式修正曲线和顺序阀方式修正曲线。 甩负荷试验：是验证汽轮机控制系统性能常用的方法。因油开关跳闸信号使传统DEH切换到了转速PID调节系统，油开关跳闸后转速最终会稳定到额定值。而机械液压系统因其同步器给定值不变，甩负荷转速最终会稳定到不等率对应的值。 若发生甩负荷时，油开关并未跳闸，可能因103％OPC功能引起调节阀反复动作，造成系统崩溃大面积停电事故。传统甩负荷试验未能验证到DEH的一次调频性能。 而且由于分裂出来的孤立小电网自然调频能力比大网的差，功率负荷扰动量也可能大得多，虽然传统DEH控制系统在大电网中能稳定运行，但在孤立小电网中就可能难以稳定。 典 型 甩 负 荷 转 速 飞 升 曲 线 在大电网中运行的机组可不投一次调频吗？ 若某些机组不投一次调频，会降低电网的一次调频性能。若发生电网分