CN104882898A - 水力发电机组用一次调频方法 - Google Patents

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黄丽琴
汪玮
许鹤鹏
薛静军
章珈宁
孙杰
成湘军
彭礼平
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Fuchunjiang Hydroelectric Power Plant State Grid Xinyuan Hydropower Co Ltd
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Fuchunjiang Hydroelectric Power Plant State Grid Xinyuan Hydropower Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明公开了水力发电机组用一次调频方法，该方法先通过监控系统接受功率给定值并监测机组频率，判断机组频率相对给定频率的偏差频率是否在允许的人工频率死区内，在偏差频率超出允许范围时进行一次调频并记录机组实发有功功率；然后计算一次调频后的总功率变化值；接着判断监控系统接受的功率给定值是否变化，进行同向叠加、反向闭锁或直接相加来计算机组功率给定值；最后对计算机组功率给定值进行限幅后传给调速器，并在延时2秒～5秒后重新循环。本发明不仅能够确保调速器正常运行，降低实施成本，还具有调频准确性好、调速准确性好和机组导水叶寿命长的优点。

Description

水力发电机组用一次调频方法
技术领域
本发明涉及一种水力发电机组用一次调频方法，特别是一种能够在监控系统内完成的水力发电机组用一次调频方法。
背景技术
为了防止水力发电机组在运行中频率和功率出现较大的偏差，保障水力发电机组和电力系统能够安全、优质、经济的运行，现在一般需要使用具有一次调频功能的调速器。但是，目前一些水力发电机组中还存在有不具备一次调频功能的调速器，运行时频率和功率容易出现较大的偏差；若全部换成具有一次调频功能的调速器，则实施成本较高；若直接修改调速器的程序，则容易影响调速器的正常运行。因此，现有的方法存在着实施成本较高和容易影响调速器正常运行的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种水力发电机组用一次调频方法。本发明不仅能够确保调速器正常运行，还具有实施成本低的优点。
本发明的技术方案：水力发电机组用一次调频方法，包括以下步骤：
a、通过机组监控系统LCU接受功率给定值P 0 并监测机组频率f，计算机组频率f相对给定频率F的偏差频率Δf，Δf=f-F，其中F=50Hz；
b、判断偏差频率Δf是否在人工频率死区ef内，若Δf在人工频率死区ef内，则由调速系统按已整定的大网参数进行调整，即按照并网后的设定参数调节机组导水叶开度的大小，来调节发电功率；若Δf在人工频率死区ef外，则进行步骤c；
c、记录机组实发有功功率为P 实发 ，按公式f′=f-（Δf-ef）进行一次调频，其中f′为一次调频后的频率，Δf和ef正负相同；
d、根据公式ΔP1=(Δf-ef)*30计算一次调频后频差变化所产生的功率变化值ΔP1，Δf和ef正负相同，对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2；
e、计算一次调频后的总功率变化值ΔP，ΔP=ΔP2±4MW，ΔP2为正时相加，ΔP2为负时相减；
f、通过机组监控系统LCU接收当前的功率给定值P 1 ，判断P 1 与P 0 是否相等，若相等，则机组功率给定值P=P 实发 +ΔP，若不相等，则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P，同向时P=P1+ΔP，反向时P=P 实发 +ΔP；
g、对机组功率给定值P进行限幅处理，得LCU下发至调速器的功率给定值P1，并传送给调速器；
h、延时2秒～5秒后，返回步骤a进行循环，能够防止因机组频繁调节而导致的机组导水叶的频繁抽动和寿命缩短。
前述的水力发电机组用一次调频方法中，所述步骤f中的则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P为，同向时P 1 - P 0 的值和ΔP的正负相同，则机组功率给定值P=P 1 +ΔP；反向时P 1 - P 0 的值和ΔP的正负不同，则不接受新下发的功率给定值P 1 ，机组功率给定值P=P 实发 +ΔP。
前述的水力发电机组用一次调频方法中，所述步骤b所述的人工频率死区ef为±0.05Hz，若偏差频率Δf的绝对值小于或等于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef内；若偏差频率Δf的绝对值大于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef外。
前述的水力发电机组用一次调频方法中，所述步骤d中的对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2为，设定幅值为±3MW，若-3≤ΔP1≤3，则ΔP2=ΔP1；若ΔP1＜-3，则ΔP2=-3MW；若ΔP1＞3，则ΔP2=3MW。
前述的水力发电机组用一次调频方法中，所述步骤g中的对机组功率给定值P进行限幅处理为，设幅值为20MW、60MW，若20≤P≤60，则P1=P；若P＜20，则P1=20MW；若P＞60，则P1=60MW。
与现有技术相比，本发明改进了水力发电机组用一次调频方法，通过监测系统来监测机组频率，并在机组频率相对给定频率出现较大偏差时进行一次调频，实现了在监控系统内完成水力发电机组的一次调频，确保调速器正常运行的同时降低了实施成本95%以上；通过对因频差变化产生的功率变化值进行限幅和设置一个固定的功率变化值，使得一次调频后的功率变化范围为-7MW～-4MW和4MW～7MW，确保调频后机组功率变化准确，防止下一次一次调频出现偏差，提高了一次调频的准确性；通过同向叠加、反向闭锁的方法实现了一次调频和手动调频（即LCU接收功率给定值手动改变）的配合调频，并通过限幅处理后传送给调速器，确保调速器准确调速。本发明还设置了2秒～5秒的延时，防止因机组频繁调节而导致的机组导水叶的频繁抽动和寿命缩短。因此，本发明不仅能够确保调速器正常运行，降低实施成本，还具有调频准确性好、调速准确性好和机组导水叶寿命长的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例一。水力发电机组用一次调频方法，包括以下步骤：
a、通过机组监控系统LCU接受功率给定值P 0 并监测机组频率f，计算机组频率f相对给定频率F的偏差频率Δf，Δf=f-F，其中F=50Hz；
b、判断偏差频率Δf是否在人工频率死区ef内，人工频率死区ef为±0.05Hz，若偏差频率Δf的绝对值小于或等于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef内，由调速系统按已整定的大网参数进行调整，即按照并网后的设定参数调节机组导水叶开度的大小，来调节机组的发电功率；若偏差频率Δf的绝对值大于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef外，进行步骤c；
c、记录机组实发有功功率为P 实发 ，按公式f′=f-（Δf-ef）进行一次调频，其中f′为一次调频后的频率，Δf和ef正负相同；
d、根据公式ΔP1=(Δf-ef)*30计算一次调频后频差变化所产生的功率变化值ΔP1，Δf和ef正负相同，对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2，设定幅值为±3MW，若-3≤ΔP1≤3，则ΔP2=ΔP1；若ΔP1＜-3，则ΔP2=-3MW；若ΔP1＞3，则ΔP2=3MW；
e、计算一次调频后的总功率变化值ΔP，ΔP=ΔP2±4MW，ΔP2为正时相加，ΔP2为负时相减；
f、通过机组监控系统LCU接收当前的功率给定值P 1 ，判断P 1 与P 0 是否相等，若相等，则机组功率给定值P=P 实发 +ΔP，若不相等，则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P，同向时P 1 - P 0 的值和ΔP的正负相同，则机组功率给定值P=P 1 +ΔP；反向时P 1 - P 0 的值和ΔP的正负不同，则不接受新下发的功率给定值P 1 ，机组功率给定值P=P 实发 +ΔP；
g、对机组功率给定值P进行限幅处理，设幅值为20MW、60MW，若20≤P≤60，则P1=P；若P＜20，则P1=20MW；若P＞60，则P1=60MW，得LCU下发至调速器的功率给定值P1，并传送给调速器；
h、延时2秒～5秒后，返回步骤a进行循环，防止因机组频繁调节而导致的机组导水叶的频繁抽动和寿命缩短。
实施例二。水力发电机组用一次调频方法，包括以下步骤：
a、通过机组监控系统LCU接受功率给定值P 0 为40MW，并监测机组频率f为49.8Hz，计算机组频率f相对给定频率F的偏差频率Δf，F=50Hz，Δf=f-F=49.8-50=-0.2Hz；
b、判断偏差频率Δf是否在人工频率死区ef内，人工频率死区ef为±0.05Hz，Δf的绝对值等于0.2Hz，大于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef外，进行步骤c；
c、记录机组实发有功功率为P 实发 为39.19MW，按公式f′=f-（Δf-ef）进行一次调频，其中f′为一次调频后的频率，Δf和ef正负相同，即f′=49.8-（-0.2+0.05）=49.95Hz；
d、根据公式ΔP1=(Δf-ef)*30计算一次调频后频差变化所产生的功率变化值ΔP1，Δf和ef正负相同，得ΔP1=-4.5MW，对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2，设定幅值为±3MW，若ΔP1＜-3，则ΔP2=-3MW；
e、计算一次调频后的总功率变化值ΔP，ΔP=ΔP2±4MW=-7MW，ΔP2为正时相加，ΔP2为负时相减；
f、通过机组监控系统LCU接收当前的功率给定值P 1 为30MW，P 1 与P 0 不相等，则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P，P 1 - P 0 =30-40=-10MW，P 1 - P 0 的值和ΔP的正负相同，则机组功率给定值P=P 1 +ΔP=30MW-7MW=23MW；
 g、对机组功率给定值P进行限幅处理，设幅值为20MW、60MW， 20≤P≤60，则P1=P=23MW，得LCU下发至调速器的功率给定值P1为23MW，并传送给调速器；
h、延时2秒后，返回步骤a进行循环，防止因机组频繁调节而导致的机组导水叶的频繁抽动和寿命缩短。
从而能够在监控系统内完成水力发电机组的一次调频，确保调速器正常运行的同时降低了实施成本。

Claims (5)

1.水力发电机组用一次调频方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、通过机组监控系统LCU接受功率给定值P0并监测机组频率f，计算机组频率f相对给定频率F的偏差频率Δf，Δf=f-F，其中F=50Hz；
b、判断偏差频率Δf是否在人工频率死区ef内，若Δf在人工频率死区ef内，则由调速系统按已整定的大网参数进行调整；若Δf在人工频率死区ef外，则进行步骤c；
c、记录机组实发有功功率为P实发，按公式f′=f-（Δf-ef）进行一次调频，其中f′为一次调频后的频率，Δf和ef正负相同；
d、根据公式ΔP1=(Δf-ef)*30计算一次调频后频差变化所产生的功率变化值ΔP1，对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2；
e、计算一次调频后的总功率变化值ΔP，ΔP=ΔP2±4MW，ΔP2为正时相加，ΔP2为负时相减；
f、通过机组监控系统LCU接收当前的功率给定值P1，判断P1与P0是否相等，若相等，则机组功率给定值P=P实发+ΔP，若不相等，则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P，同向时P=P1+ΔP，反向时P=P实发+ΔP；
g、对机组功率给定值P进行限幅处理，得LCU下发至调速器的功率给定值P1，并传送给调速器；
h、延时2秒～5秒后，返回步骤a进行循环。
2.根据权利要求1所述的水力发电机组用一次调频方法，其特征在于：所述步骤f中的则通过同向叠加、反向闭锁的方法计算机组功率给定值P为，同向时 P1- P0的值和ΔP的正负相同，则机组功率给定值P=P1+ΔP；反向时P1- P0的值和ΔP的正负不同，则不接受新下发的功率给定值P1，机组功率给定值P=P实发+ΔP。
3.根据权利要求1所述的水力发电机组用一次调频方法，其特征在于：所述步骤b所述的人工频率死区ef为±0.05Hz，若偏差频率Δf的绝对值小于或等于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef内；若偏差频率Δf的绝对值大于0.05Hz，则Δf在人工频率死区ef外。
4.根据权利要求1所述的水力发电机组用一次调频方法，其特征在于：所述步骤d中的对ΔP1进行限幅处理后得ΔP2为，设定幅值为±3MW，若-3≤ΔP1≤3，则ΔP2=ΔP1；若ΔP1＜-3，则ΔP2=-3MW；若ΔP1＞3，则ΔP2=3MW。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的水力发电机组用一次调频方法，其特征在于：所述步骤g中的对机组功率给定值P进行限幅处理为，设幅值为20MW、60MW，若20≤P≤60，则P1=P；若P＜20，则P1=20MW；若P＞60，则P1=60MW。
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