（国网新疆电力公司电力科学研究院 830011）
摘要：为了满足社会经济发展对电力资源的使用需求，电力企业在进行电力网络与供电体系构建的过程中，不断引入大容量机组，通过这种方式提升电网供电能力，保证电力的持续稳定供应。本文旨在从电网频率特性的角度出发，在相关理论的指导下，探究大容量机组一次调频参数对电网负荷以及发电机工作状态所产生的影响，以期在推动大容量机组科学高效应用的同时，保证电网建设开发建设的有序开展。
关键词：大容量机组 ；一次调频参数 ；电网频率特性 ；影响
前言
随着我国电网规模与发电机容量的不断扩大，大容量机组凭借自身的性能技术优势，在电力体系中发挥着越来越重大的作用。现阶段我国电力网络在运行的过程中，为了保证电力产生的稳定性与安全性，对电网频率进行有效调节。为了实现这一目标，需要对电网的电源负荷与功率进行有效控制，由于大容量机组的应用使得电网频率调节工作内容与表现特征发生了新的变化，因此在大容量机组设计与建设的过程中，需要相关工作人员对一次调频参数进行全面分析，并在此基础上进行一定的预估，以实现大容量机组与电网的有机结合[1]。通常情况下对大容量机组一次调频参数的研究方式主要包含了两个方面，一是对机组一次调频参数进行在线评估，另一种方式是对机组一次调频的稳定性进行探讨。借助于这两种方式来分析大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响。
1.电网频率特性分析
电网频率特性的分析，能够帮助我们理清正常状态下，电网频率所呈现的运行特性与行为表现，从而为大容量机组一次调频参数对电网频率特性影响分析工作的进行，创造良好的条件。
从实际情况来看，电网频率特性主要表现两个方面：一方面电力系统的功率频率特性，当系统频率发生变化时，整个系统的负荷功率也要随之改变。负荷吸收的有功功率随频率而改变的特性称之为负荷的功率频率特性，也称为负荷的静态频率特性，这是负荷本身固有的调节效应。也就是说发电机功率会随着频率的变化发生一定的改变。另一方面是发电机组功率频率特性方面，主要为当发电机组的调速系统对进汽量或进水量进行控制与调节的过程中，对发电机的功率产生了一定程度的影响，在使得整个电网系统的静态频率发生变化的同时，实现电网功率供给与需求之间的平衡，满足电力消费使用需求。
2.机组一次调频工作原理
2.1调速器的技术原理
调速器作为发电机组的核心构成，其在发电机运行的过程中扮演着关键性角色，调速器能够实现对蒸汽流量或进水量的有效调节，使其满足发电机运行过程中对转速的要求，进而达到控制发电机运行功率的目的。通常情况下，调速器以自动调节原理为理论依据，在相关技术的支持下，以转速负反馈为媒介，进行调速器的闭环控制，如下图所示：
通过将实际转速和额定转速进行比较，对阀门系统进行调节，最终改变进入汽轮机的蒸汽流量或进入水轮机的进水量，实现了对发电机转速的科学控制，发挥了调速器的作用。但是由于调速器属于闭环控制系统，其在运行的过程中容易发生过调的情况，在一定程度上增加了发电机组负荷摆动的机率，对一次调频功能带来了极为不利的影响。
2.2机组一次调频的特征
在正常状态下，电网自身的负荷与功率之间总是呈现出一种平衡关系。当大容量机组加入到电网之后，电网内部的负荷变化由并网之后的各个发电机组承担，并且负荷的变化也直接对电网频率产生影响。因此对机组一次调频特征的分析，需要我们正确把握电网负荷、功率之间的关系。
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2.2.1调差系数，调差系数作为发电机的重要参数，其与单位调节功率之间存在倒数关系，也就是说调差系数在一定程度上行反映了发电机输出功率与频率之间的关系，因而对调差系数的研究能够帮助我们较为科学的了解电网频率与发电机自身功率的变化情况，从而为一次频率的调节工作的开展以及其对电网所产生的影响分析奠定了坚实的基础。
2.2.2调频死区，是指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。死区的存在主要是为了达到了两个目的，一是正确的死区设置，可以避免在电网频率发生小范围波动时发电机组调门不必要的动作，增强发电机组运行的稳定性。二是较大的死区设置可以使发电机组不参与电网的调频活动，只承担基本的电网负荷。
3.大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响
大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响是多方面的，为了保证特性影响分析工作的准确性与高效性，我们将以电网频率特性研究以及机组一次调频工作原理做切入点，从调差系数和死区入手，探究大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响。调差系数反映了就一次调频能力的大小，而死区则反映了机组在电网频率发生变化时调频的起始点。
3.1大容量机组一次调频调差系数对电网频率的影响
机组一次调频功能的形成需要一定的条件作为支撑，电网作为统一的整体，机组一次调频功能只有在并列运行及共同参与的情况下才能够进行。由于大容量机组自身占整个电网功率的百分比较大，这也就意味着并联在电网中的大容量机组的调速器以及调差系数将会对电网的频率变化幅度以及功率大小产生较大的影响，进而对电网频率的稳定性产生作用。对于承担基本负荷的机组，一般调差系数要大一些，以希望电网周波的变化对其功率影响小一些，保证机组长期稳定运行；对承担尖峰负荷的机组，调差系数要小一些，在电网周波变化后希望其多承担一些负荷波动。从大容量机组并网情况的实际情况来看，机组调差系数设置越大，电网频率的变化越小，系统稳定性越强，但较大的调差系数使得机组的调频能力减弱。同时大容量机组进行一次调频操作时，相当于多个小容量机组的频率调节的幅度，因此这就要求大容量机组在进行一次调频参数调节的过程中，要实现对调差系数的有效控制，在实现一次调频参数有效控制的同时，保证电网频率的稳定性，实现电网的科学高效运行。
3.2大容量机组一次调频死区对电网频率的影响
随着我国国民经济的高速发展，电力能源消费需求量的日益增加，为了满足电力消费需求，不断进行大容量机组的设计与建设，其以火电机组的开发最具代表性。大容量机组的死区设置作为影响其一次调频功能的重要参数，在电网频率的控制过程中发挥着关键性的作用。一次调频的死区作为其功能不动作的（转速偏离额定的数值）范围区间，死区的设值与大容量机组调频的性能之间存在一定的关系，通常情况下一次调频的死区设值越大，则电网中的频率波动越大，发电机组的功率越不稳定[2] ，但过小的死区设置也容易引起机组调门过于频繁的波动。因此为了提升电网频率的稳定性，大容量机组一次调频的死区设置应该控制在一定的范围之内，尽量避免死区数值过大和过小的情况出现，应以调差系数为主导，对大容量机组一次调频参数进行科学的优化。
4.结语
大容量机组凭借自身充足稳定的电力供应，逐渐成为现阶段我国电力体系的重要组成部分。实现大容量机组一次调频参数的合理设置影响性全面分析能够帮助我们清楚地认识到其在电网频率调节中的重要作用，从而为大容量机组一次调频活动的科学高效开展奠定了基础，实现了电网频率的有效调节，在一定程度上满足了经济发展对电力的消费需求。
参考文献
[1]赵国庆.大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响分析[J].中国高新技术企业，2015（14）：147-148.
[2]张晓东，刘培红.1050MW超超临界发电机组一次调频性能优化[J].发电与空调，2014（6）：36-38.
作者简介：
刘世军（1979.07-），男，甘肃武威人，东北电力大学工学学士，高级工程师，单位：国网新疆电力公司电力科学研究院，研究方向：自动控制工程
论文作者:刘世军
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/4
标签：机组论文; 电网论文; 频率论文; 大容量论文; 死区论文; 调速器论文; 功率论文; 《电力设备》2016年第15期论文;