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摘要：随着电网及自动化系统的不断发展，一次调频对电网的稳定性起着至关重要的作用。当电网发生故障时，二次调频反应速度较慢，而一次调频则会快速参与调解.本文从一次调频的主要技术指标、中印一次调频方案的参数设置差别等方面阐述一次调频方案的参数差别；为更好地完成国际电站EPC项目建设，技术方案符合项目所在国电网规范提供帮助；
关键词：一次调频、死区、转速不等率、频差
1. 前言
电网频率是电能质量和电网稳定运行的重要指标，反映了电力系统供需能量的平衡状态，当系统内供电与用电失衡时，电网频率就会偏离；调频包含一次调频和二次调频.
一次调频是指对电网中由于负荷变动所引起的周波变化，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。一次调频特性是由机组调节系统的静态特性确定的，直接的影响因素是机组调节系统的调速不等率，另外一个影响因素就是调节系统的调频死区，实际上就是不灵敏区的大小。
一次调频作为机网协调一项重要内容，已经得到政府电力监管部门和电网企业的高度重视。
2．一次调频参数设置和主要技术指标
一次调频功能是维护电网稳定的重要手段, 其主要技术指标有: 转速不等率、调频死区、调频负荷范围、快速性指标。
2.1 转速不等率
转速不等率δ是反映机组调频能力的重要指标, δ越大, 机组对电网的调频能力越弱, 机组运行越稳定; δ越小, 机组对电网的调频能力越强, 但机组运行的稳定性越差；
国内各区域电网及标准对速度变动率参数要求不一，转度不等率如下所示：a)行业标准：3~6%；b)南方电网：不高于5%（火电）；不高于4%（水电）；c）华北电网：4~5%；d) 华东电网：4~6%; e) 华中电网：4~5%（火电）；不高于4%（水电）；
2.2 调频死区
机组一次调频频率死区是指系统在额定转速附近对转速或网频的不灵敏区，为了在电网频率变化较小的情况下，提高机组运行的稳定性，一般在一次调频调节系统设置有一次调频死区。
一次调频死区应尽量小，可根据电网的容量要求设置，一般不大于±0.1Hz；一次调频的人工死区规定为：±0. 033Hz（±2r/min);
设置调频死区是为了防止汽轮机调节门在电网频率发生小范围内波动时引起频繁动作, 从而影响设备的安全运行。另外, 为了保持一次调频时机组的稳定和设备的安全, 还需要对调频负荷进行限幅, 防止一次调频动作时机组出现过负荷的情况。
2.3 火电机组参与一次调频的负荷变化幅度限制：
对于火电机组一次调频响应的负荷范围，应为机组正常运行的负荷范围；根据最新标准《GB/T 30370-2013 火电机组一次调频试验及性能验收导则》要求。
2.4 一次调频的快速性指标
机组一次调频的响应特性主要包括一次调频的负荷响应滞后时间、稳定时间、飞升时间。
a) 华北电网: 响应滞后时间＜3s；稳定时间＜1min；90%调频负荷飞升时间＜15s；
b) 华中电网: 响应滞后时间＜4s；稳定时间＜1min；90%调频负荷飞升时间＜15s；
c) 南方电网: 响应滞后时间＜3s；稳定时间＜1min；
d) GB/T30370-2013 : 响应滞后时间＜3s；稳定时间＜1min；负荷响应速度：燃煤机组达到75%目标符合的时间应≤15s，达到90%目标负荷的时间应≤30s，燃气轮机机组达到90%目标负荷的时间应≤15s。
3. 中印一次调频方案差别
3.1 中国一次调频方案
以600MW机组为例，一次调频参数设置和主要技术指标如下：
1）转速不等率：
火电机组和燃机的Kc为 ±4% ~6%.
2）调频死区：
电液型汽轮机调节控制系统的火电机组和燃机死区控制在±0.033Hz内(约±2r/min)；我国电网频率变动允许范围为0.2Hz；
3）最大负荷变化幅度限制：
500MW及以上的火电机组，限制幅度不小于机组额定负荷的 ±6％；
一次调频方案图如下：
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3.2 印度一次调频方案
印度古德洛尔项目一次调频参数设置和主要技术指标如下：
1）转速不等率：
频率小于50Hz且符合小于105% MCR, 或频率大于50.2Hz , Kc=±3% ~ 6%.
频率低于50Hz,负荷达到105% MCR保持；频率继续下降至出现拐点后，负荷以1%/min下降;
在频率小于 49.7 Hz时，负荷以更高的速率上升；
2）调频死区：
200 MW 及以上火电机组，调频死区±0.03 Hz.
3）最大负荷变化幅度限制：
上限：频率下降，负荷将按照5%不等率增长至105%MCR (火电机组) ,拐点49.7Hz.
下限：频率持续﹥50.2H直至出现下降拐点降至50.2Hz区间，负荷以相同的不等率同时下降至最低点后转为上升直至达到额定负荷。
方案描述：
a)机组正常运行中，频率在50Hz~50.2Hz之间变化时，机组不参与调频；
b)频率在50.2Hz以上变化时，机组参与调频，其升降速率一致（Kc= ±3% ~6%）。
c)频率在50Hz以下变化时，如果频率下降，机组参与调频，调频限幅为105%（630MW），此时如果频率继续下降，机组负荷维持在105%水平不变，如果频率回升，机组以1%/min的速率减负荷，直到频率恢复正常。
一次调频方案图如下：
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4. 结束语：
一次调频能力不足，或投入不合理，在电网事故时会影响事故的恢复、导致事故的扩大。一次调频的重要性，越来越被人们重视。新的电网质量考核制度也鼓励一次调频的积极参加。 电网安全、稳定、优质运行是电网经营企业和发电企业共同的责任和利益, 一次调频运行是保障电网安全、提高电能质量的重要措施, 是发电机组并网运行和参与市场运营的必备条件。因此，分析研究汽轮发电机组参与电网一次调频的特性，使一次调频合理参与电网的频率控制，优化一次调频功能, 保证一次调频系统顺利投入, 是电力行业发展的必然要求，对提高电网在突发事故中的应急能力等方面有重要的指导意义。
参考文献：
[1]. GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差
[2]. Q-GDW 669-2011 火力发电机组一次调频试验导则
[3].GB/T 30370-2013 火电机组一次调频试验及性能验收导则
[4]. IndianElectricityGridCode (IEGC), No. L-1/18/2010-CERC, New Delhi, 28th April 2010
[5]. Indian Electricity Grid Code (Second Amendment) Regulations, 2014
论文作者:王明真
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：电网论文; 机组论文; 负荷论文; 死区论文; 频率论文; 火电论文; 时间论文; 《电力设备》2018年第21期论文;