CN103147804A - 汽轮机一次调频控制方法 - Google Patents

Abstract

汽轮机一次调频控制方法，本发明涉及一次调频控制方法。本发明是要解决现有一次调频函数转速不等率如果定的比较小时对机组控制和安全会有影响，转速不等率如果定的比较大时，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利的问题，而提供了汽轮机调节系统中的一次调频控制方法。方法：步骤一：调节系统实时计算并监控转速偏差；步骤二：按照设置的转速不等率进行一次调频控制。本发明应用于汽轮机调节系统领域。

Description

汽轮机一次调频控制方法

技术领域

本发明涉及一次调频控制方法。

背景技术

一次调频：对于电网中快速的负荷变动所引起的周波变动，汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况利用锅炉的蓄能，自动改变调门的开度，即改变发电机的功率，使之适应电网负荷的随机变动，来满足电网负荷变化的过程这就是一次调频。

现代广义的电网一次调频功能，需考虑汽轮机、锅炉、发电机及电网间的相互配合与制约关系，应以整台机组作为控制对象。从功能上既要有传统电网一次调频的快速性，又要有现代控制的整体协调性。汽轮机快速响应外界负荷、频率的变化，锅炉跟随汽轮机的快速响应，满足汽轮机的要求。稳定运行的电力系统，其电源和负荷功率必须是动态平衡的。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。

转速不等率：转速不等率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变化与额定转速之比，其计算公式为：δ＝(n1-n2)/n×100％，式中n1：汽轮机空负荷时的转速，n2：汽轮机满负荷时的转速，n：汽轮机额定转速。对速度变动率的解释如下：汽轮机在正常运行时，当电网发生故障或汽轮发电机出口开关跳闸使汽轮机负荷甩到零，这时汽轮机的转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值，这种现象称为“动态飞升”。理论上，转速上升的最高值由转速不等率决定，一般应为3～6％。若汽轮机的额定转速为3000转/分，则动态飞升在90～180转/分之间。

一次调频的频率偏差死区：一次调频的频率偏差死区是指在此频率偏差范围内，频率变化时，负荷不随频率变化。电网公司一般规定一次调频死区设置为±2r/min。即转速在2998r/min～3002r/min之间变化时，负荷不随转速变化。

一次调频的响应时间：一次调频的响应时间是指响应滞后时间和稳定时间，响应滞后时间是当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间，为保证机组一次调频的快速性，根据《电网发电机组一次调频运行管理规定》要求应小于3秒；稳定时间是机组参与一次调频过程中，在电网频率稳定后，机组负荷达到稳定所需的时间，为保证机组一次调频的稳定性，根据《电网发电机组一次调频运行管理规定》要求应小于1分钟。

一次调频机组负荷调节限制：一次调频机组负荷调节限制是指为了保证发电机组运行稳定，参与一次调频的机组对负荷变化幅度可加以限制，但限制幅度应在规定范围内。根据《电网发电机组一次调频运行管理规定》要求限制幅度不大于机组额定负荷的±6-％±8％。

目前汽轮机调节系统的一次调频控制策略是：在3～6％范围内确定一个固定的转速不等率，如转速不等率为5％，依据电网的规定调频偏差死区设置为±2r/min，调频幅度为±8％，根据这些参数，确定转速不等率为5％时的一次调频函数如图1，根据调频函数做控制逻辑如图2，但现有一次调频函数转速不等率如果定的比较小时对机组控制和安全会有影响，转速不等率如果定的比较大时，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利。

发明内容

本发明是要解决现有一次调频函数转速不等率如果定的比较小时对机组控制和安全会有影响，转速不等率如果定的比较大时，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利的问题，而提供了汽轮机一次调频控制方法。

汽轮机一次调频控制方法按以下步骤实现：

步骤一：调节系统实时计算并监控转速偏差：

在转速不等率在3％～6％可变的情况下，设置调频偏差死区为±2r/min，调频幅度为±8％；其中，所述转速不等率在3％～6％可变的情况为：2≤Δn＜4rpms时转速不等率为6％，4＜Δn≤6rpms时转速不等率为5％，6＜Δn≤8rpms时转速不等率为4％，8＜Δn≤9.2rpms时转速不等率为3％；

步骤二：按照设置的转速不等率进行一次调频控制，即完成了汽轮机一次调频控制方法。

发明效果：

新的一次调频函数的优点：转速不等率如果定的比较小时如3％，机组参与一次调频的能力会大，对电网稳定有利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要大和次数要多，对机组控制和安全会有影响；转速不等率如果定的比较大时如6％，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要小和次数要少，对机组控制和安全会有益，所以新的一次调频函数即兼顾了电网运行的稳定性又考虑了机组的安全性。

附图说明

图1为背景技术中转速不等率为5％时的一次调频函数图；

图2为背景技术中根据调频函数做控制逻辑图；

图3为试验1中转速不等率可变的一次调频函数图；

图4是试验1中转速不等率可变与转速不等率不变的一次调频函数对比图；其中，1为转速不等率可变的一次调频函数，2为转速不等率不变的一次调频函数。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的汽轮机一次调频控制方法按以下步骤实现：

步骤一：调节系统实时计算并监控转速偏差：

在转速不等率在3％～6％可变的情况下，设置调频偏差死区为±2r/min，调频幅度为±8％；其中，所述转速不等率在3％～6％可变的情况为：2≤Δn＜4rpms时转速不等率为6％，4＜Δn≤6rpms时转速不等率为5％，6＜Δn≤8rpms时转速不等率为4％，8＜Δn≤9.2rpms时转速不等率为3％；

步骤二：按照设置的转速不等率进行一次调频控制，即完成了汽轮机一次调频控制方法。

本实施方式中Δn为转速偏差。

本实施方式效果：

新的一次调频函数的优点：转速不等率如果定的比较小时如3％，机组参与一次调频的能力会大，对电网稳定有利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要大和次数要多，对机组控制和安全会有影响；转速不等率如果定的比较大时如6％，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要小和次数要少，对机组控制和安全会有益，所以新的一次调频函数即兼顾了电网运行的稳定性又考虑了机组的安全性。

结合图3与图4说明本试验有益效果：

试验1：

步骤一：调节系统实时计算并监控转速偏差：

在转速不等率在3％～6％可变的情况下，设置调频偏差死区为±2r/min，调频幅度为±8％；其中，所述转速不等率在3％～6％可变的情况为：转速偏差2≤Δn＜4rpms时转速不等率为6％，4＜Δn≤6rpms时转速不等率为5％，6＜Δn≤8rpms时转速不等率为4％，8＜Δn≤9.2rpms时转速不等率为3％；

步骤二：按照设置的转速不等率进行一次调频控制，即完成了汽轮机一次调频控制方法。

新的一次调频函数的优点：转速不等率如果定的比较小时如3％，机组参与一次调频的能力会大，对电网稳定有利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要大和次数要多，对机组控制和安全会有影响；转速不等率如果定的比较大时如6％，机组参与一次调频的能力会减弱，对电网稳定不利，但在转速偏差小的时候机组调门动做幅度要小和次数要少，对机组控制和安全会有益，所以新的一次调频函数即兼顾了电网运行的稳定性又考虑了机组的安全性。

Claims (1)

1.汽轮机一次调频控制方法，其特征在于一次调频控制方法按以下步骤实现：

步骤一：调节系统实时计算并监控转速偏差：

在转速不等率在3％～6％可变的情况下，设置调频偏差死区为±2r/min，调频幅度为±8％；其中，所述转速不等率在3％～6％可变的情况为：2≤Δn＜4rpms时转速不等率为6％，4＜Δn≤6rpms时转速不等率为5％，6＜Δn≤8rpms时转速不等率为4％，8＜Δn≤9.2rpms时转速不等率为3％；

步骤二：按照设置的转速不等率进行一次调频控制，即完成了汽轮机一次调频控制方法。

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