大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中各發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行和控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中各發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用大機組對大負荷直供電電網(wǎng)模式，該模式國內(nèi)尚無可供借鑒的運行、實踐的先例，機組一次調(diào)頻控制模式的選擇、調(diào)頻參數(shù)的設(shè)置直接影響到電網(wǎng)的安全運行。目前，大網(wǎng)對火電機組一次調(diào)頻要求為“電液型汽輪機調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的火電機組和調(diào)頻死區(qū)控制在±0.033Hz (±2r/min)，不等率4%_5%，300-350MW最大負荷限為機組額定負荷的±8%;一次調(diào)頻響應(yīng)時間小于3秒，15秒內(nèi)相應(yīng)幅度大于90%”。大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中，為實現(xiàn)機網(wǎng)頻率快速、穩(wěn)定協(xié)調(diào)變化，一次調(diào)頻死區(qū)、調(diào)頻限幅、轉(zhuǎn)速不等率參數(shù)的選擇設(shè)置，既要保證機組的安全穩(wěn)定性，又要考慮發(fā)電側(cè)和負荷側(cè)協(xié)調(diào)控制的及時性、準確性。不僅如此，DHl側(cè)和協(xié)調(diào)側(cè)對一次調(diào)頻功能的發(fā)揮，尚需完善優(yōu)化。故此，大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中各發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制方法，異于大電網(wǎng)系統(tǒng)下的協(xié)調(diào)控制，研宄意義重大。直供電系統(tǒng)中當機組數(shù)量較少時，機組的調(diào)頻能力有限，造成直供電電網(wǎng)較為脆弱，發(fā)生事故處理不當可能造成電網(wǎng)崩潰。加之電解槽大負荷本身對供電要求的特殊性，就決定直供電電網(wǎng)安全運行風險很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中各發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中各發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制方法，具體包括以下步驟；
a.對不同機組在同一負荷、相同的調(diào)頻參數(shù)下，分別在閥控、功控與協(xié)調(diào)控制下進行試驗，按照控制系統(tǒng)基本要求(穩(wěn)定性、準確性、快速性)，通過對比一次調(diào)頻響應(yīng)時間、響應(yīng)幅度、穩(wěn)定時間等參數(shù)，選擇大電源向大負荷直供電最佳的控制模式。所述調(diào)頻參數(shù)包括:調(diào)頻死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率、調(diào)頻限幅；
調(diào)頻死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率、調(diào)頻限幅等在衡量孤網(wǎng)運行時機組的一次調(diào)頻性能有重要影響。在直供電網(wǎng)絡(luò)中一次調(diào)頻可以設(shè)置不同的死區(qū)進行試驗，設(shè)置死區(qū)要充分考慮到供電負荷對頻率的要求以及機組的穩(wěn)定性，需要注意的是過大的調(diào)節(jié)死區(qū)會引起機組震蕩以致轉(zhuǎn)速反復(fù)波動，將對調(diào)速系統(tǒng)帶來十分不利的影響。轉(zhuǎn)速偏差小的時候，汽輪機高調(diào)門只需更小的動作值即可維持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定，所以低頻差時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速不等率更大，調(diào)頻能力相對較弱。較小的調(diào)差系數(shù)能有效地減少頻率的超調(diào)量和穩(wěn)定時的頻率偏差，有利于避免頻率變化過大引起OPC動作而導(dǎo)致頻率大幅震蕩，故轉(zhuǎn)速不等率要根據(jù)機組調(diào)節(jié)能力合理的設(shè)置。在直供電網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)的功率擾動較大，一次調(diào)頻負荷下限小于不平衡功率，會出現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)周期性擺動現(xiàn)象；當一次調(diào)頻上限小于不平衡功率，轉(zhuǎn)速將持續(xù)下降。所以針對孤網(wǎng)的運行問題，需增大調(diào)頻下限來抑制頻率上升問題。
[0005]b.按各發(fā)電機組特性歸類:選用上述確定的最佳的控制模式，進行試驗，對于負荷響應(yīng)時間短，負荷變化率快為第一調(diào)頻機組；負荷響應(yīng)時間較短，負荷變化率較快為第二調(diào)頻機組；負荷響應(yīng)時間長，負荷變化率慢為第三調(diào)頻機組。這樣分類的目的在于，當負荷供求不平衡時，首先由第一調(diào)頻機組進行負荷響應(yīng)，當?shù)谝徽{(diào)頻機無法在短時間內(nèi)響應(yīng)時，第二調(diào)頻機組也參與調(diào)節(jié)，這樣將有效地減少了網(wǎng)內(nèi)機組波動臺數(shù)，增加了直供電網(wǎng)絡(luò)安全。
[0006]c.機組調(diào)頻參數(shù)的設(shè)置:根據(jù)第一調(diào)頻機參與頻率調(diào)整后的負荷以及頻率變化，設(shè)置第二調(diào)頻機組的調(diào)頻死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率以及調(diào)頻幅度；第二調(diào)頻機作為第一調(diào)頻機后備機組，在頻率持續(xù)惡化前提下，第二調(diào)頻機要在第一調(diào)頻機出力達到最大值之前開始響應(yīng)。根據(jù)第一調(diào)頻機組、第二調(diào)頻機組參與頻率調(diào)整后的負荷以及頻率變化，設(shè)置第三調(diào)頻機組調(diào)頻死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率以及調(diào)頻幅度，由于第三調(diào)頻機組調(diào)頻特性差，響應(yīng)時間相對較長，因此在調(diào)頻死區(qū)設(shè)置上要在第二調(diào)頻機未達到最大限幅前投入；根據(jù)第一調(diào)頻機組、第二調(diào)頻機組、第三調(diào)頻機組參與頻率調(diào)整后的網(wǎng)頻變化，優(yōu)化參數(shù)，保證電網(wǎng)在正常運行時可以滿足穩(wěn)定，在小負荷波動時主調(diào)頻拉回網(wǎng)頻；在大負荷波動時可能需要系統(tǒng)內(nèi)所有機組協(xié)調(diào)工作，及時調(diào)整發(fā)電負荷，調(diào)頻動作次序通過死區(qū)參數(shù)按照階梯型設(shè)置，確定第一、第二、第三，例如可設(shè)為3000±12rpm，3000±18rpm，3000±24rpm。對機組調(diào)節(jié)特性的調(diào)整通過改變機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的K值設(shè)定改變響應(yīng)速度，以滿足電網(wǎng)頻率對機組調(diào)節(jié)性能的要求。大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中，觀察負荷特性，在負荷正常波動范圍導(dǎo)致頻率波動時，盡量不進行調(diào)節(jié)干預(yù)，也即依據(jù)用戶側(cè)設(shè)備對電網(wǎng)頻率要求適當放寬電網(wǎng)頻率范圍(大網(wǎng)50±0.2Hz，局域電網(wǎng)50±0.5Hz)，可將網(wǎng)頻設(shè)為50±0.5Hz，偏離此范圍時，通過設(shè)定機組的轉(zhuǎn)速不等率、調(diào)頻死區(qū)參數(shù)的調(diào)整，逐步投入各發(fā)電機組的頻率控制。
[0007]進一步的，在直供電系統(tǒng)中對網(wǎng)內(nèi)超速保護系統(tǒng)(OPC )動作值進行修改，保證各發(fā)電機組正常有序運作。OPC是一種抑制發(fā)電機組超速的保護控制邏輯。在直供電系統(tǒng)中，應(yīng)盡量避免使OPC動作，盡量減少OPC動作的次數(shù)，減小OPC對數(shù)字電液控制(DEH)正常頻率調(diào)節(jié)的干擾。
[0008]進一步的，AGC調(diào)節(jié)作為第一、二調(diào)頻的輔助調(diào)節(jié)手段，對網(wǎng)內(nèi)各機組發(fā)電負荷進行協(xié)調(diào)。AGC協(xié)調(diào)過程是為了在電網(wǎng)內(nèi)不同用電負荷下，主調(diào)頻機組的負荷協(xié)調(diào)控制狀態(tài)下快速的響應(yīng)/調(diào)整過程。根據(jù)直供電系統(tǒng)內(nèi)各機組的運行狀態(tài)來看，一次調(diào)頻是系統(tǒng)主要的調(diào)節(jié)手段，AGC調(diào)節(jié)作為輔助調(diào)節(jié)手段，在正常工作狀態(tài)下有效地緩解頻率偏差，減少了一次調(diào)頻動作次數(shù)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先選擇機組的最佳的控制模式，在機組最佳控制模式下，通過實驗根據(jù)機組的負荷響應(yīng)時間短，負荷變化率快確定第一、二、三調(diào)頻機組，設(shè)置不同調(diào)頻機組的參數(shù)，第一、二、三調(diào)頻機組協(xié)調(diào)控制調(diào)頻，避免了大電源向大負荷直供電系統(tǒng)中機組調(diào)頻匹配不一致導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生，達到機組順序動作、多級防護、減少電網(wǎng)波動次數(shù)、避免機組調(diào)整導(dǎo)致潰網(wǎng)的風險。并且在直供電系統(tǒng)中對網(wǎng)內(nèi)超速保護系統(tǒng)(OPC)動作值進行修改，保證各發(fā)電機組正常有序運作。并且將AGC調(diào)節(jié)作為第一調(diào)頻的輔助調(diào)節(jié)手段，在正常工作狀態(tài)下有效地緩解頻率偏差，減少了一次調(diào)頻動作次數(shù)。
【附圖說明】
[0010]圖1.為本發(fā)明#1機組210麗負荷下三種控制模式一次調(diào)頻趨勢圖；
圖2.為#1機組280MW負荷下三種控制模式一次調(diào)頻趨勢圖；
圖3.為本發(fā)