CN105375511B - 一种一次调频转速不等率函数的设置方法 - Google Patents

一种一次调频转速不等率函数的设置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一次调频转速不等率函数的设置方法，通过对频率范围进行判断，提出不同频段进行不同幅度的调整，并利用一次调频动作时间，实时改变一次调频转速不等率函数的输出量，降低一次调频扰动幅度；该方法使能够强化电网频率小范围波动时的机组一次调频性能，减少其考核次数，提高机组运行的经济性；该方法使频率小范围波动时的调频功率增量趋于一致，有利于机组的定向定量调节，减少了一次调频作用时转速波动对机组运行的扰动；该方法仅影响电网频率小幅波动时的机组一次调频性能，当电网频率大幅波动时机组仍按原有的转速不等率函数进行调节，因此该方法不会加剧频率大幅波动时的一次调频扰动幅度，有利于机组的稳定。

Description

一种一次调频转速不等率函数的设置方法
技术领域
本发明属于火电机组一次调频技术领域，尤其涉及一种一次调频转速不等率函数的设置方法。
背景技术
电网频率是电网运行的关键指标之一，其反映了并网机组有功功率和用电负荷之间的平衡关系。当电网出现故障并打破此平衡关系时，实际频率将偏离额定频率，严重时会造成低频减载或高频切机的发生。为了维持频率稳定，需要对其进行必要的控制。对电网频率的控制，从形式上分为一次调频、二次调频和三次调频。其中，一次调频主要通过快速调整机组出力达到稳定频率的目的。在我国的电源结构比重中，火电机组占有十分重要的地位。故而火电机组的一次调频性能对于保障电网整体的频率控制水平意义重大。
火电机组一次调频所对应的功率调整幅度由转速不等率函数决定，转速不等率函数则根据反映电网频率的机组转速计算功率调整量，而机组控制系统改变机组出力以匹配功率调整量。实际机组运行过程中，其自身可能存在的非线性特性、调节迟滞等问题将降低机组的一次调频性能。在现有的典型的转速不等率函数设置方法中，此问题在电网频率小幅波动范围内尤为明显，不仅不利于电网频率的稳定，也增加了机组由于一次调频性能下降而被考核的可能，从而降低了机组运行的经济性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对已知技术存在的缺陷，提供一种一次调频转速不等率函数的设置方法。使用该方法可改善电网频率小幅波动时机组一次调频性能，同时不影响频率大幅波动时一次调频的正常调节作用。
一种一次调频转速不等率函数的设置方法，包括以下步骤：
步骤1：获取电网正常运行时，火电机转速信号的最大转速偏差Δwmax：
Δwmax＝max(|wmax-w0|,|wmin-w0|)
其中，wmax为最大火电机转速和wmin为最小火电机转速，w0是火电机组额定转速；
步骤2：以最大转速偏差设置转速不等率补充函数；
其中，ΔPmax和ΔPmin别为调频功率增量最大值和最小值，且ΔPmax依据火电机组原有的转速不等率函数f(x)在转速为最大转速偏差时获得，ΔPmax＝|f(Δwmax)|，ΔPmin＝-ΔPmax，ΔwDB为调频死区；
步骤3：以步骤2获得的转速不等率补充函数设置综合转速不等率函数fZ(x)：
fZ(x)＝f(x)+fb(x)。
当一次调频动作持续时间小于设定的一次调频动作时间阈值时，则令转速不等率补偿函数的输出为零。
所述一次调频动作时间阈值为5-10秒。
有益效果
本发明提供了一种一次调频转速不等率函数的设置方法，通过对频率范围进行判断，提出不同频段进行不同幅度的调整，并利用一次调频动作时间，实时改变一次调频转速不等率函数的输出量，降低一次调频扰动幅度；该方法使能够强化电网频率小范围波动时的机组一次调频性能，减少其考核次数，提高机组运行的经济性；该方法使频率小范围波动时的调频功率增量趋于一致，有利于机组的定向定量调节，减少了一次调频作用时转速波动对机组运行的扰动；该方法仅影响电网频率小幅波动时的机组一次调频性能，当电网频率大幅波动时机组仍按原有的转速不等率函数进行调节，因此该方法不会加剧频率大幅波动时的一次调频扰动幅度，有利于机组的稳定，简单有效地克服了现有技术中存在的问题。
附图说明
图1是机组原有的转速不等率函数f(x)；
图2是转速不等率补偿函数fb(x)；
图3是综合转速不等率函数fZ(x)；
图4是转速不等率补偿函数延时作用原理图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
以某300MW亚临界火电机组作为实施对象，按本发明申请所述方法设置其一次调频转速不等率函数。
(1)、确定机组转速小幅波动范围
取该机组24小时内机组转速信号w，统计其波动幅度，统计结果为：转速最大值为3002.9r/min，最小值为2997.8r/min，计算最大转速偏差Δwmax：
(2)设置转速不等率函数
(2.1)确定转速不等率补充函数的调频功率增量最大/最小值
该火电机组原有的转速不等率函数f(x)，见图1，如下式所示：
由此确定调频功率增量最大值ΔPmax/最小值ΔPmin为：
ΔPmax＝|f(Δwmax)|＝|f(3)|＝|2·(3-2)|＝2，ΔPmin＝-ΔPmax＝-2。
(2.2)设置转速不等率补充函数fb(x)
检查该机组的一次调频设置可知，其调频死区ΔwDB＝2，根据已知的Δwmax、ΔPmax/ΔPmin、ΔwDB，设置该机组的转速不等率补充函数fb(x)如下所示，见图2：
(2.3)根据原转速不等率函数f(x)和转速不等率补充函数fb(x)设置综合转速不等率函数fZ(x)：fZ(x)＝f(x)+fb(x)，见图3。
(3)设置转速不等率补偿函数延时作用回路
设置调频动作时间门槛值T＝5秒，按图4设置转速不等率补偿函数延时作用回路。
(4)优化效果验证
以《华中区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》和《华中区域发电厂并网运行管理实施细则》定义的一次调频贡献率K作为指标，对采用本发明申请所述设置方法进行优化的该机组一次调频性能进行评价。其中，一次调频贡献率K＝一次调频实际贡献量/一次调频理论贡献量。当K≥0.5，则此次一次调频性能合格；反之，其性能不合格。
统计优化前/后24小时内每一调频动作时的一次调频贡献率，统计结果如表所示。
表1优化前/后一次调频贡献率统计
表1统计结果表明，优化前24小时内一次调频动作共12次，其中一次调频贡献率合格的次数有4次，合格率仅为33.3％；而优化后24小时内一次调频动作共16次，一次调频贡献率合格的次数有14次，合格率仅为87.5％，其性能提升263％。由此可知相比优化前，优化后的一次调频性能得到了很大的提升。

Claims (3)

1.一种一次调频转速不等率函数的设置方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取电网正常运行时，火电机转速信号的最大转速偏差Δwmax：
Δwmax＝max(|wmax-w0|,|wmin-w0|)
其中，wmax为最大火电机转速和wmin为最小火电机转速，w0是火电机组额定转速；
步骤2：以最大转速偏差设置转速不等率补充函数；
其中，ΔPmax和ΔPmin为调频功率增量最大值和最小值，且ΔPmax依据火电机组原有的转速不等率函数f(x)在转速为最大转速偏差时获得，ΔPmax＝|f(Δwmax)|，ΔPmin＝-ΔPmax，ΔwDB为调频死区；
步骤3：以步骤2获得的转速不等率补充函数设置综合转速不等率函数fZ(x)：
fZ(x)＝f(x)+fb(x)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当一次调频动作持续时间小于设定的调频动作时间阈值时，则令转速不等率补偿函数的输出为零。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一次调频动作时间阈值为5-10秒。
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