地区电网火电机组孤网运行频率控制策略研究论文_罗博华1,肖帆2

地区电网火电机组孤网运行频率控制策略研究论文_罗博华1,肖帆2

(1.广西大学电气工程学院 广西南宁 530004;2.广西广投天然气管网有限公司 广西南宁 530004)

摘要:随着社会经济的快速发展,电力企业得到了快速发展。当区域电网面临孤网工况的时候,合理有效的对频率进行调整具有重要的作用,它能够提升系统的稳定性,促使其稳定运行。在地区电网的孤网运行频率控制过程中,还是需要有关人员全面的分析孤网运行频率的实时动态,并且在此基础上,按照孤网运行的频率特点建设仿真模型,基于有关频率控制策略的引导下开展具体的孤网实验工作。本文重点论述了地区电网火电机组孤网运行频率控制策略。

关键词:地区电网火电组;孤网运行;频率控制

从当前情况来看,有些电网在运行过程中,经常出现诸多问题,特别是对一些拥有地方电厂的地区电网而言,就需要提前制定有效的解决措施,保持孤网的稳定性,使其有效发展,由此一来,不单可以保证城市中相对重要负荷的供电,同时还有利于整个电网逐渐的恢复正常。不过,孤网运行本身属于一种比较特殊的运行方式,在当前阶段,并没有根据实际情况,制定科学的控制策略,并且在很多地区电网中,火电机组占到的比例十分大,相关的频率控制技术比较繁杂,此种现象的发生,使得孤网在实际运行中,机组很难发挥出较大的作用。

1、需要加强对孤网的建模

1.1有关孤网运行的主要特点

孤网在实际运行期间,它和并网的还是存在一定区别的,运行过程中的发电机组数量比较少,有的时候甚至只有一两台机组。对于这些发电机组而言,无法很好的实施一次调频工作,如此一来,不利于孤网自我平衡能力的提升,使得负荷扰动对于孤网有着直接的影响,严重的时候会使孤网系统出现崩溃问题。可见,在孤网实际运行中,需要先保证发电机组有比较快的速度或者是充足的调整能力,以此保证电网频率运行的稳定性。

1.2对于孤网的控制方式

通常情况下,运行的机组调速结构在控制负荷的时候,大多数可以分为三种,分别是功率控制、调节级压力控制以及转速控制,负载控制回路包含功率控制和调节级压力控制两种方式,然而在每一个调速器中,只是可以选择其中一个当做其调整的方式。当机组在孤网运行的时候,在这样的情况要先选择功率控制的形式,在功率不平衡的情况下使得功率控制发生相关的反调现象。另外一方面,要想在最大程度上使孤网频率稳定发展,那么这个时候需要将机组的控制方向从而转换到转速的控制形式,在这样的情况下,会使调速系统具有一定的调频功能,当然,这也是进行一次调节的重要过程,在具体调节期间,还要对PID功能的投入情况进行适当的调节,以此能够对调频好后的频率偏差进行合理化调整,最终在一定程度上实现系统频率的无差调节。

2、当前孤网在运行时火电机组的一次调频措施

孤网在实际运行中,所面临的风险大部分来自于孤网内不平衡的功率,绝大多少情况下,在孤网开始阶段,不平衡功率出现的次数比较多,从机组角度出发,要想让孤网起到一定的调节作用,那么这个时候要求机组必须具有一定的适应能力。所以,在本文中,重点研究了不平衡功率下形成孤网的时候,单台孤网运行的动态响应,全面分析了频率控制响应的措施。

2.1 孤网在运行过程中一次调频的主要影响因素

机组的一次调频能力在很大程度上反映了机组对负荷变化引起的转速调整能力。特别是在衡量孤网运行的时候,就需要对一次调频性能进行适当的调整,以下参数对机组一次调频性能有着很大的影响:调差系数以及调频限幅和调频死区。

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首先,调差系数的影响,在该阶段中调差的范围系数需要保持在0.04-0.05阶段,而大多数的机组需要按照0.05的系数进行设置。当前,为了分析出一次调频差系数的主要影响,还要取消调频限幅环节,不能完全考虑到对OPC的影响,一次性形成孤网时,调差系数显示为0.04和调差系数为0.05之间的频率变化。因此孤网在形成以后,需要根据一次调频功能,提升孤网的稳定性,但是一次调频以后还是有误差的,不能使频率直接返回到额定值。一旦调差系数处于比较小阶段时,那么机组的调频能力还是比较强的,频率超调量和稳定误差还是处于小的范围内,但是频率的稳定时间比较长。

其次,有关调频限幅的主要影响。大多数的火电机组会先设立百分之六到百分之十的调频限幅,而其目的是要为了可以分析出一次调频限幅环节产生的影响,当然,还需要将前面论述的调差系数0.04的火电机组直接降为限制幅度百分之十的范围内。这样在调频限幅的基础上,有关火电机组出力会超过限幅环节以后不再进行调整,而这个时候的频率会持续增加,以此会使得频率和功率反复出现问题,孤网也就没有办法进行运行。

再次,对调频死区的影响,目前,所要求参与的并网一次调频机组的调频死区需要先设计为0.034Hz左右。一方面,调频死区的设置对机组一次调频会造成很大的问题,主要是可以避免电网频率在最大程度波动时汽轮机调门会出现很多复杂动作,从而导致设备出现很大的问题。另外一方面,一旦形成孤网的时候,调差系数会处于在0.04范围内,当然,还需要取消调动限幅和OPC,面对不一样的调频死区时仿真曲线也是不同的。

最后,OPC定值设置产生的影响,因为OPC动作定值先在一定程度上设定了一次调频的范围,所以,在这样的情况下,会使得机组没有办法从最大程度上发挥出自身的作用。所以,为了可以分析对OPC定值产生的影响,这个时候可以先取消一次调频限幅环节,而调差系数需要先设置为0.04,直接取消调频限幅,死区设置为零,所以需要先设置出不一样的OPC动作定值仿真曲线图。

2.2 面对孤网运行时一次调频的主要措施

一般孤网在实际的发展中,负荷的大幅波动会直接引起频率变化,当然,还要依靠机组一次调频的快速,大幅度调节来保持稳定。所以这个时候的孤网在运行时,机组一次调频措施分别如下:

①需要先降低调差的系数,从而不断提高对机组的一次调频能力。和小的调差系数相比,其可以很好的降低频率的超调量以及自身的稳定性频率误差,主要是可以防止频率变化过大出现的OPC动作,从而频率大幅度增加。但是,在调差系数小的基础上,频率的时间会有所延长,因此机组一次调频的目的还是对频率进行适当的调整,主要是避免频率超调量提高会使得OPC动作出现很大的问题。

②需要增加自身的调频限幅,从而发挥出一次调频功能,假设孤网出现比较大的功率扰动时,面对小的调频范围时,这个时候已经控制不好对频率的变化。一旦一次调频负荷不限制的话,从而会引发OPC动作,以此会出现调节系统周期性摆动情况,从而保证机组和电网没有办法正常运行。

3、结束语

以上所述,其实在孤网的发展过程中,只有完全掌握孤网机组的控制形式或者是有关调差系数的设置,才可以更好控制运行频率。而孤网是否可以有效的发展,这个也是直接关系到对机组对于负荷和频率的调节方式和研究。因此就要求有关人员在此基础上需要不断改变孤网的发展过程,从而在最大程度上确保孤网的稳定以及安全发展。

参考文献:

[1]李晓珺,张志强,吴丽华,戚江平,黎劲松.地区电网火电机组超速保护定值深化研究[J].电网技术,2013,37(09):2521-2526.

[2]樊利,倪政旦.火电机组超速保护整定值对地区电网的影响[J].陕西电力,2012,40(05):70-72+77.

[3]叶健忠,邹俊雄,龙霏,蔡泽祥.地区电网火电机组孤网运行频率控制策略研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(07):123-128.

论文作者:罗博华1,肖帆2

论文发表刊物:《河南电力》2018年11期

论文发表时间:2018/11/29

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