電網(wǎng)調(diào)頻

1、關(guān)于電網(wǎng)調(diào)頻問題的探討關(guān)于電網(wǎng)調(diào)頻問題的探討.........................................................................................................................發(fā)布時(shí)間：200751611:32:45作者：羅作楨劉康寧摘要：一、概述調(diào)頻問題，曾經(jīng)是電網(wǎng)運(yùn)行備受關(guān)注的課題。電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，是供電質(zhì)量的重要

2、指標(biāo)。電網(wǎng)頻率的變動(dòng)和偏差，對(duì)用戶和原動(dòng)機(jī)的影響和危害是眾所周知的。如何保證電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，是調(diào)頻問題研究的主要內(nèi)容。同時(shí)，調(diào)頻過程又是電力生產(chǎn)過程中調(diào)整能量平衡的過程。通過調(diào)頻，調(diào)動(dòng)各種蓄能和熱力系統(tǒng)的能量供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電的能量平衡，和實(shí)現(xiàn)電負(fù)荷的合理分配。隨著電網(wǎng)容量的日益擴(kuò)大，負(fù)荷變化對(duì)電網(wǎng)頻率變化的影響相對(duì)減小，電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性提高了。DEH的應(yīng)用，大大提高了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能、可靠性和自動(dòng)化水平，為提高電網(wǎng)頻率的穩(wěn)

3、定性和準(zhǔn)確性提供了很好的技術(shù)保證。然而，如果DEH的功能應(yīng)用不當(dāng)，又會(huì)給電網(wǎng)調(diào)頻造成一些不良影響。例如，在實(shí)踐中，一些配有DEH的機(jī)組正是利用了DEH組態(tài)的靈活性，實(shí)際上使機(jī)組退出一次調(diào)頻，相當(dāng)于這些機(jī)組沒有調(diào)速系統(tǒng)，其結(jié)果使電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性變壞，增加了二次調(diào)頻的負(fù)擔(dān)。如果因電網(wǎng)故障形成孤網(wǎng)運(yùn)行工況，還可能造成電網(wǎng)振蕩。如果發(fā)生單機(jī)帶負(fù)荷工況，甚至可能引起機(jī)組超速，這是非常危險(xiǎn)的。電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性，取決于電網(wǎng)的調(diào)頻特性，包括：(1)自

4、然調(diào)頻。這是電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)頻特性，其特點(diǎn)是利用電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)慣量的蓄能，首先承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷變化。在這一過程中，電網(wǎng)頻率偏差將隨時(shí)間增大。(2)一次調(diào)頻。這是電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性，其特點(diǎn)是通過電網(wǎng)中各機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，利用鍋爐的蓄能，最終承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷變化，使電網(wǎng)頻率變化穩(wěn)定在靜特性規(guī)定的偏差范圍內(nèi)。DEH的一次調(diào)頻修正功能，實(shí)際上是機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)。自然調(diào)頻過程是自然完成的，不需任何調(diào)整手段；一次調(diào)頻則是依靠原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)完成的，不需要人為干

5、預(yù)。自然調(diào)頻和一次調(diào)頻，構(gòu)成電網(wǎng)調(diào)頻特性。電網(wǎng)頻率的準(zhǔn)確性，靠二次調(diào)頻來保證。二次調(diào)頻是一個(gè)人工干預(yù)的過程，通過手動(dòng)或自動(dòng)方式，改變調(diào)速系統(tǒng)的給定值，將電網(wǎng)的負(fù)荷變化最終轉(zhuǎn)移到由預(yù)先指定的調(diào)頻機(jī)組來承擔(dān)，消除一次調(diào)頻過程留下的頻率偏差，使電網(wǎng)頻率回到額定值。二次調(diào)頻的能量支持，在火力發(fā)電廠中，需靠相應(yīng)調(diào)整鍋爐燃料獲得。因此，調(diào)頻問題包含了三個(gè)命題，即自然調(diào)頻，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。本文試圖通過關(guān)于調(diào)頻問題的探討，為正確發(fā)揮DEH的調(diào)頻功能

6、提供幫助。二、電網(wǎng)的調(diào)頻特性電網(wǎng)的調(diào)頻特性，是指電網(wǎng)負(fù)荷變化所引起的電網(wǎng)頻率變化的傳遞關(guān)系，包括動(dòng)態(tài)調(diào)頻特性和靜態(tài)調(diào)頻特性。電網(wǎng)調(diào)頻特性，用電網(wǎng)負(fù)荷—頻率傳遞函數(shù)來描述。假定：(1)忽略負(fù)荷變化的電磁過程和電網(wǎng)中各機(jī)組間功角變化過程；(2)將電網(wǎng)中所有機(jī)組的轉(zhuǎn)子和負(fù)載的旋轉(zhuǎn)慣量看作是剛性地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)等效大轉(zhuǎn)子，各原動(dòng)機(jī)主動(dòng)力矩和負(fù)載阻力矩同時(shí)作用在電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子上；(3)忽略原動(dòng)機(jī)和負(fù)載自平衡能力的影響，相對(duì)調(diào)速系統(tǒng)靜特性而言，

7、這些自平衡能力對(duì)靜態(tài)調(diào)頻特性影響很?。?4)涉及電網(wǎng)的參數(shù)，相對(duì)量以電網(wǎng)額定容量為基準(zhǔn)，涉及各機(jī)組的參數(shù)，相對(duì)量以機(jī)組的額定功率為基準(zhǔn)。式(6)說明，電網(wǎng)負(fù)荷變化量按轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分配到網(wǎng)中各機(jī)組轉(zhuǎn)子上，負(fù)載旋轉(zhuǎn)慣量也承擔(dān)了一部分負(fù)荷變化，所有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按同一加速度變化。電網(wǎng)容量大小對(duì)自然調(diào)頻的影響，體現(xiàn)在負(fù)荷擾動(dòng)量占電網(wǎng)容量比例的大小，即L的大小上。由于電網(wǎng)容量增大時(shí)，相對(duì)負(fù)荷擾動(dòng)L變小，根據(jù)(5)式，dφdt變小，因而電網(wǎng)頻率變化變慢，或頻

8、率穩(wěn)定性變好。電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)與機(jī)組轉(zhuǎn)子的數(shù)值相當(dāng)。例如，電網(wǎng)中一臺(tái)300MW機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷，所產(chǎn)生的負(fù)荷擾動(dòng)，對(duì)于20000MW容量的電網(wǎng)而言為L(zhǎng)=0015，假定Taw=16s，對(duì)應(yīng)的頻率變化率為dφdt=0047Hz／s，大約經(jīng)過5秒鐘，頻率偏差超過02Hz；而對(duì)于4000MW容量的電網(wǎng)，L=0075，對(duì)應(yīng)的頻率變化率為dφdt=023Hz／s，不到1秒鐘便超過了允許頻偏02Hz。以上數(shù)據(jù)說明，盡管電網(wǎng)容量增大后，同樣的負(fù)荷擾動(dòng)