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)頻率的變動和偏差，對用戶和原動機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，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)動各種蓄能和熱力系統(tǒng)的能量供應(yīng)，實現(xiàn)發(fā)電和用電的能量平衡，和實現(xiàn)電負荷的合理分配。隨著電網(wǎng)容量的日益擴大，負荷變化對電網(wǎng)頻率變化的影響相對減小，電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性提高了。DEH的應(yīng)用，大大提高了汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能、可靠性和自動化水平，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)，又會給電網(wǎng)調(diào)頻造成一些不良影響。例如，在實踐中，一些配有DEH的機組正是利用了DEH組態(tài)的靈活性，實際上使機組退出一次調(diào)頻，相當(dāng)于這些機組沒有調(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)頻的負擔(dān)。如果因電網(wǎng)故障形成孤網(wǎng)運行工況，還可能造成電網(wǎng)振蕩。如果發(fā)生單機帶負荷工況，甚至可能引起機組超速，這是非常危險的。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)的動態(tài)調(diào)頻特性，其特點是利用電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)慣量的蓄能，首先承擔(dān)電網(wǎng)負荷變化。在這一過程中，電網(wǎng)頻率偏差將隨時間增大。(2)一次調(diào)頻。這是電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性，其特點是通過電網(wǎng)中各機組調(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，實際上是機組的調(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)頻則是依靠原動機調(diào)速系統(tǒng)自動完成的，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)頻是一個人工干預(yù)的過程，通過手動或自動方式，改變調(diào)速系統(tǒng)的給定值，將電網(wǎng)的負荷變化最終轉(zhuǎn)移到由預(yù)先指定的調(diào)頻機組來承擔(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)負荷變化所引起的電網(wǎng)頻率變化的傳遞關(guān)系，包括動態(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)負荷—頻率傳遞函數(shù)來描述。假定：(1)忽略負荷變化的電磁過程和電網(wǎng)中各機組間功角變化過程；(2)將電網(wǎng)中所有機組的轉(zhuǎn)子和負載的旋轉(zhuǎn)慣量看作是剛性地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個等效大轉(zhuǎn)子，各原動機主動力矩和負載阻力矩同時作用在電網(wǎng)等效轉(zhuǎn)子上；(3)忽略原動機和負載自平衡能力的影響，相對調(diào)速系統(tǒng)靜特性而言，

7、這些自平衡能力對靜態(tài)調(diào)頻特性影響很小：(4)涉及電網(wǎng)的參數(shù)，相對量以電網(wǎng)額定容量為基準(zhǔn)，涉及各機組的參數(shù)，相對量以機組的額定功率為基準(zhǔn)。式(6)說明，電網(wǎng)負荷變化量按轉(zhuǎn)動慣量分配到網(wǎng)中各機組轉(zhuǎn)子上，負載旋轉(zhuǎn)慣量也承擔(dān)了一部分負荷變化，所有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按同一加速度變化。電網(wǎng)容量大小對自然調(diào)頻的影響，體現(xiàn)在負荷擾動量占電網(wǎng)容量比例的大小，即L的大小上。由于電網(wǎng)容量增大時，相對負荷擾動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)子時間常數(shù)與機組轉(zhuǎn)子的數(shù)值相當(dāng)。例如，電網(wǎng)中一臺300MW機組發(fā)生甩負荷，所產(chǎn)生的負荷擾動，對于20000MW容量的電網(wǎng)而言為L=0015，假定Taw=16s，對應(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；而對于4000MW容量的電網(wǎng)，L=0075，對應(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，同樣的負荷擾動