CN104795815B - 一种小电网周波分层分级控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种小电网周波分层分级控制方法，用于电解铝作业，涉及电力系统运行和控制技术领域，分层分级控制分为6个层级，6种操控方式。第一层级：电网频率波动幅度︱f｜＜0.25Hz，周期＞1min时。第二层级：电网频率波动幅度0.25Hz≤︱f｜≤0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。第三层级：电网频率波动幅度0.3Hz≤︱f｜＜0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。第四层级：电网频率波动幅度︱f｜≥0.4Hz，周期＜10s时。第五层级：电网频率波动幅度0.7Hz≤︱f｜＜1Hz，周期1s≤t≤10s时。第六层级：电网频率f≥51.2Hz t＞1.2s或f≤49.0Hz t＞0.2s。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统运行和控制技术领域，具体是一种小电网周波分层分级控制方法。
背景技术
一般电力系统按照大电网的惯性、电源一次调频和电网二次调频实现电网的稳定运行，但对于小电网按照上述方法无法实现稳定运行要求。例如：98年冰雪灾害造成南方云、贵等省份为几个孤立的小电网运行的现状，如果小网控制失稳，会造成局部大面积停电或全网崩溃的重大事故。局域电网或局域直供电系统初期由于机组较少，机组的调频能力有限，造成直供电电网较为脆弱，发生系统功率缺额或富余，可能造成系统周波无法维持，处理不当可能造成电网崩溃。因此，结合局域电网或局域直供电系统实际负荷特性、电源配置及系统网架组成等需要对局域电网或局域直供电系统制定完善的调频控制技术和方法，提出相应的控制策略，适应小网情况下调整需求，满足小网的安全运行工况的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：一种小电网周波分层分级控制方法，用于电解铝作业，分层分级控制分为6个层级，6种操控方式。
第一层级：
电网频率波动幅度︱f|＜0.25Hz，周期＞1min时。
第一层级操控方式：
不进行任何调频操作，利用电网自身物理特性，自动适应。
第二层级：
电网频率波动幅度0.25Hz≤︱f|≤0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。
第二层级操控方式：
网内二次调频进行调节，其设置参数为：
频偏系数：4MW/0.1Hz(以后随电网容量调整)。
ACE死区：16MW。
调整速率：7MW/min。
第三层级：
电网频率波动幅度0.3Hz≤︱f|＜0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。
第三层级操控方式：
网内电解铝侧四次调频进行调节。当电解铝控制系统检测到系统频率为49.7～49.6Hz和50.3～50.4Hz，并且持续时间超过10s时，分1档调节负荷为电解铝总负荷的±2％；
当电解铝参与调频后再次检测到系统频率为50.0～50.1Hz和49.9～0.0Hz，并且持续时间超过30s时，分3档自动恢复缺失负荷量。
第四层级：
电网频率波动幅度︱f|≥0.4Hz，周期＜10s时。
第四层级操控方式：
网内一次调频进行调节，机组调频死区设置：采取放宽一次调频死区，设定机组调频死区分别为±24r/min(±0.4Hz)、±28r/min(±0.46Hz)、±30r/min(±0.5Hz)。
第五层级：
电网频率波动幅度0.7Hz≤︱f|＜1Hz，周期1s≤t≤10s时。
第五层级操控方式：
网内电解铝侧三次调频进行调节。
当检测频率范围为49.2Hz＜f≤49.3Hz时，调节电解铝负荷量为-2％P(P:电解铝总负荷)。当检测频率范围为49.1Hz＜f≤49.2Hz时，调节电解铝负荷量为-1％P(P:电解铝总负荷)。当检测频率范围为49.0Hz＜f≤49.1Hz时，调节电解铝负荷量为-1％P(P:电解铝总负荷)。
第六层级：
电网频率f≥51.2Hz t＞1.2s或f≤49.0Hz t＞0.2s。
第六层级操控方式：
进行电网稳定控制措施，切除网内部分机组或切除网内电解铝部分负荷。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、小电网或区域电网由于容量小，抗干扰能力弱，在外部干扰的情况下，按照大电网的调整模式是无法满足小电网运行要求，只能结合系统周波波动的特性重新进行功能定位，采用周波分层分级多轮控制方法，才能最大可能满足小电网的运行要求。
2、本发明采取了大负荷可控硅参与电网调频的功能。
3、本技术通过实践检验，按照分级分层控制技术，按照电源调频、负荷调频等分级控制。按照就地、区域和整个电网的分层控制技术；实现了小网周波控制的专利技术和实际经验。
附图说明
图1为本发明调频逻辑框图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
一种小电网周波分层分级控制方法，用于电解铝作业，分层分级控制分为6个层级，6种操控方式。
第一层级：
电网频率波动幅度︱f|＜0.25Hz，周期＞1min时。
第一层级操控方式：
不进行任何调频操作，利用电网自身物理特性，自动适应。
第二层级：
电网频率波动幅度0.25Hz≤︱f|≤0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。
第二层级操控方式：
网内二次调频进行调节，其设置参数为：
频偏系数：4MW/0.1Hz(以后随电网容量调整)。
ACE死区：16MW。
调整速率：7MW/min。
第三层级：
电网频率波动幅度0.3Hz≤︱f|＜0.4Hz，周期10s≤t≤180s时。
第三层级操控方式：
网内电解铝侧四次调频进行调节。当电解铝控制系统检测到系统频率为49.7～49.6Hz和50.3～50.4Hz，并且持续时间超过10s时，分1档调节负荷为电解铝总负荷的±2％；
当电解铝参与调频后再次检测到系统频率为50.0～50.1Hz和49.9～0.0Hz，并且持续时间超过30s时，分3档自动恢复缺失负荷量。
第四层级：
电网频率波动幅度︱f|≥0.4Hz，周期＜10s时。
第四层级操控方式：
网内一次调频进行调节，机组调频死区设置：采取放宽一次调频死区，设定机组调频死区分别为±24r/min(±0.4Hz)、±28r/min(±0.46Hz)、±30r/min(±0.5Hz)。
第五层级：
电网频率波动幅度0.7Hz≤︱f|＜1Hz，周期1s≤t≤10s时。
第五层级操控方式：
网内电解铝侧三次调频进行调节。
当检测频率范围为49.2Hz＜f≤49.3Hz时，调节电解铝负荷量为-2％P(P:电解铝总负荷)。当检测频率范围为49.1Hz＜f≤49.2Hz时，调节电解铝负荷量为-1％P(P:电解铝总负荷)。当检测频率范围为49.0Hz＜f≤49.1Hz时，调节电解铝负荷量为-1％P(P:电解铝总负荷)。
第六层级：
电网频率f≥51.2Hz t＞1.2s或f≤49.0Hz t＞0.2s。
第六层级操控方式：
进行电网稳定控制措施，切除网内部分机组或切除网内电解铝部分负荷。
以上方法对应的操作表格如下：
具体操作的相关原理依据：
(1)局域电网或局域直供电系统模式下系统周波变化频繁，仅考虑电源机组一次调频方式，会造成机组一次调频频繁动作，每分钟调门动作次数达到60次，长期频繁动作会造成调门的机械寿命缩短、威胁机组的安全稳定运行。针对局域电网放宽调整频率设置，通常由大电网控制频率±0.033Hz放宽至±0.4Hz。
(2)电源一次调频作用不变，为了确保一次调频能够准确动作并避免频繁动作，将机组一次调频有差频率判据范围放宽，即：由大电网控制频率±2r/min(±0.033Hz)放宽至±24r/min(±0.4Hz)。
(3)二次调频依据电网规模的不同，分别进行了参数计算分析和试验，既要确保与一次调频的配合，又要满足调整量的准确，防止过度调整、调整不到位造成周波不能恢复额定值的状况。
(4)当局域电网或局域直供电系统检测到系统频率偏离某设定值时，一、二次调频功能无法满足系统恢复到额定区域，增加负荷侧自动参与增、减负荷功能，补偿系统一部分缺额量，使系统频率自复位或抑制继续恶化趋势，实现自动调频。
(5)针对局域电网或局域直供电系统，设置大负荷可控硅高、低频限制方法，当大负荷可控硅系统检测到系统频率为高、低频限制值时，并且持续时间超过时限，再次调节可控硅控制负荷达到恢复系统频率。
(6)在上述控制措施采取后系统周波仍不能恢复或有较大的波动，由安全稳定控制装置采取减负荷或切除部分机组维持系统周波。
Claims (1)
1.一种小电网周波分层分级控制方法，所述方法用于电解铝企业，其特征在于：
分层分级控制分为6个层级，6种操控方式：
第一层级：
电网频率波动幅度︱f｜＜0.25Hz，周期＞1min时；
第一层级操控方式：
不进行任何调频操作，利用电网自身物理特性，自动适应；
第二层级：
电网频率波动幅度0.25Hz≤︱f｜≤0.4Hz，周期10s≤t≤180s时，该波动幅度与周期仅限第二层级 ；
第二层级操控方式：
网内二次调频进行调节，其设置参数为：
频偏系数：4MW/0.1Hz，以后随电网容量调整；
ACE死区：16MW；
调整速率：7MW/min；
第三层级：
电网频率波动幅度0.3Hz≤︱f｜＜0.4Hz，周期10s≤t≤180s时，该波动幅度与周期仅限第三层级 ；
第三层级操控方式：
网内电解铝侧四次调频进行调节；
当电解铝控制系统检测到系统频率为49.7～49.6Hz 和50.3～50.4Hz，并且持续时间超过10s 时，分1 档调节负荷为电解铝总负荷的±2%；
当电解铝参与调频后再次检测到系统频率为50.0～50.1Hz和49.9～0.0Hz，并且持续时间超过30s 时，分3 档自动恢复缺失负荷量；
第四层级：
电网频率波动幅度︱f｜≥0.4Hz，周期＜ 10s时；
第四层级操控方式：
网内一次调频进行调节，机组调频死区设置：采取放宽一次调频死区，设定机组调频死区分别为±24r/min，误差为±0.4Hz；±28r/min，误差为±0.46Hz；±30r/min，误差为±0.5Hz；
第五层级：
电网频率波动幅度0.7Hz≤︱f｜＜1Hz，周期1s≤t≤10s时；
第五层级操控方式：
网内电解铝侧三次调频进行调节；
当检测频率范围为49.2Hz＜f≤49.3Hz时，调节电解铝负荷量为-2%P，P代表:电解铝总负荷；当检测频率范围为49.1Hz＜f≤49.2Hz时，调节电解铝负荷量为-1%P，P代表:电解铝总负荷；当检测频率范围为49.0Hz＜f≤49.1Hz时，调节电解铝负荷量为-1%P，P代表:电解铝总负荷；
第六层级：
电网频率f≥51.2Hz t＞1.2s或f≤49.0Hz t＞0.2s；
第六层级操控方式：进行电网稳定控制措施，切除网内部分机组或切除网内电解铝部分负荷。
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